Cấu trúc Acid carboran

Acid carboran bao gồm 11 nguyên tử bor, mỗi nguyên tử bor liên kết với một nguyên tử chlor. Các nguyên tử chlor tăng cường tính acid và hoạt động như lá chắn chống sự phân hủy, chúng hình thành xung quanh cụm, bao gồm 11 nguyên tử bor, 11 nguyên tử chlor và một nguyên tử carbon, được nối với một nguyên tử hydro, liên kết với nguyên tử carbon. Các nguyên tử borcarbon được phép tạo liên kết sáu do bor có khả năng tạo liên kết ba-tâm-hai điện tử[24].

Mặc dù cấu trúc của acid carboran khác rất nhiều so với các acid thông thường, nhưng cả hai đều phân bố điện tích và tính ổn định theo một kiểu tương tự. Các anion carboranat phân bố điện tích của nó bằng cách phân chia các trong 12 nguyên tử lồng[29]. Điều này được chỉ ra trong một nghiên cứu nhiễu xạ tia X đơn tinh thể cho thấy độ dài liên kết rút ngắn trong phần dị vòng của vòng cho thấy sự phân chia điện tử[30].

Bor có khả năng hình thành "liên kết ba tâm-hai-điện tử." Hình ảnh ở đây là cấu trúc cộng hưởng của liên kết 3c-2e trong diboran.

Clo carba-closo-dodecaborate anion HCB
11Cl−
11 là một anion ổn định vượt trội với những gì trước đây được mô tả là các liên kết B–Cl "trơ về mặt thay thế".

Trong khi đỉnh C của anion gốc bor có thể khử ion và hơn nữa phản ứng với các chất điện cực, các liên kết B–Cl về cơ bản vẫn trơ.

Closo chỉ ra rằng phân tử có nguồn gốc chính thức (bằng cách thay thế B-thành C+) từ boran của phép đo phân vị và tích điện [BnHn]2– (n=12 đối với các acid carboran đã biết)[31]Cấu trúc cagelike được hình thành bởi 11 nguyên tử bor và 1 nguyên tử carbon cho phép các điện tử phân định vị trí cao thông qua lồng 3D (tính ổn định đặc biệt của hệ thống carboran được gọi là "σ-thơm") và năng lượng cao cần thiết để phá vỡ phần cụm bor của phân tử là điều mang lại cho anion sự ổn định đáng kể của nó[32]. Bởi vì anion cực kỳ ổn định, nó sẽ không hoạt động như một nucleophile đối với chất nền proton hóa, trong khi bản thân acid hoàn toàn không bị oxy hóa, không giống như các thành phần acid Lewis của nhiều siêu acid như antimon pentafluoride. Do đó, các phân tử nhạy cảm như C60 có thể được proton hóa mà không bị phân hủy[33][34].