Hierdie artikel bevat oor BF3 Lewis struktuur, vorm, valenselektrone, resonansie, en baie meer gedetailleerde feite.
In die BF3 Lewis-struktuur is die vorm van die molekule plat trigonaal met 'n bindingshoek van 1200. Die sentrale B-atoom is sp2 verbaster. Drie F-atome is teenwoordig by die drie hoeke van die trigonale deel. As gevolg van 'n vakante perseel in B kan dit elektrone of alleenpare aanvaar en gedra dit soos Lewissuur.
Drie F-atome en B is in dieselfde vlak teenwoordig. Die molekule is nie-polêr as gevolg van nul dipoolmoment. Die BF-bindingslengte is naby ongeveer 130 nm. Dit is iso-elektronies met karbonaatanioon.
Enkele belangrike feite oor BF3
BF3 is gasvormig in sy fisiese toestand en dit is 'n kleurlose gasvormige molekule met 'n skerp reuk. Dit is 'n baie giftige gas lewende wese. Die kookpunt en smeltpunt van BF3 is onderskeidelik 172.8 K en 146.3 K.
In die laboratorium kan boortrifluoried berei word deur die reaksie van waterstoffluoried en booroksied.
B2O3 + 6HF = 2BF3 + 3 uur2O
As gevolg van sy elektron-tekorte plek, kan dit deelneem aan baie organiese reaksies as 'n elektrofiel.
1. Hoe om die BF3 Lewis-struktuur te teken
Lewisstruktuur staan ook bekend as Lewis-puntstruktuur en dit help om die aantal elektrone wat betrokke is by bindingsvorming, aantal alleenpare, vormbindingshoek en bindingsmodus van 'n molekule te vind.
In die BF3 lewis struktuur, moet ons die valenselektrone van B en I oorweeg. B het 3 valenselektrone en F het 7 valenselektrone. Onder hulle gebruik F slegs een elektron vir bindingsvorming, sodat die oorblywende 6 elektrone as alleenpare bestaan. B het geen alleenpaar nie.
Dan moet ons die sentrale atoom deur elektronegatiwiteit identifiseer. Hier is B minder elektronegatief as F, dus is B die sentrale atoom en drie F-atome is by drie hoeke teenwoordig. Die molekule is neutraal en word dus benodig om elektrone by te voeg of af te trek. Nou word B- en drie F-atome slegs deur enkelbindings verbind om hul oktet te bevredig.
2. BF3 Lewis struktuur vorm
Die hele elektrondigtheid lê in die BF3 lewis struktuur slegs op die sentrale B-atoom.
Die struktuur is trigonaal plat met B op 'n sentrale posisie van die trigonale deel en drie F-atome by die drie hoeke van daardie driehoek. Die alleenpare word slegs by die hoekposisie aan die drie F-atome toegewys.
3. BF3 valenselektrone
In die BF3 lewis struktuur, drie F-atome is slegs via enkelbindings aan sentrale B geheg.
Die elektroniese konfigurasie van B is [He]2s22p1, dus is daar elektrone teenwoordig by die valensieskil en drie elektrone is betrokke by bindingsvorming met drie F-atome. Maar die elektroniese konfigurasie van F is [He]2s22p5. Dus, in die buitenste dop het F sewe elektrone.
Die totale aantal valenselektrone in BF3-molekule is dus (7 3 * 3) + 24 XNUMX = XNUMX XNUMX
4. BF3 Lewis struktuur formele aanklag
Die formele lading van 'n bepaalde atoom of molekule word bereken deur dieselfde elektronegatiwiteit vir alle atome aan te neem.
Die algemene formule vir die berekening van formele lading is, FC = Nv - NLP -1/2 Nbp
Waar Nv is die aantal elektrone in die valensieskil, Nlp is die aantal elektrone in die alleenpaar, en Nbp is die totale aantal elektrone wat slegs by die bindingsvorming betrokke is.
In die BF3 Lewis-struktuur moet ons formele ladings afsonderlik vir B- en F-atome bereken.
Fof B = 3-0-(6/2) = 0
Fof F = 7-6-(2/2)= 0
Dus, ons sien dat die formele lading van B, sowel as F, 0 is. Dit word ook weerspieël dat die molekule neutraal is en geen lading daaroor het nie.
5. BF3 lewis struktuur alleenpare
Eensame pare is daardie elektrone wat in die valensiedop voorkom, maar nie betrokke is by die bindingsvorming nie.
Uit die elektroniese konfigurasie van B is dit duidelik dat dit 3 elektrone in sy valensieskil het en al die elektrone is betrokke by die bindingsvorming met drie F-atoom. Dus, B is 'n gebrek aan alleenpaar in boortrifluoried. Maar die elektroniese konfigurasie van F kan ons sien dat dit 7 elektrone in sy valensieskil het aangesien dit 'n VIIA-groepelement is. Onder 7 elektrone is slegs een elektron betrokke by die B vir bindingsvorming. Dus, die res van die ses elektrone bestaan as 3 pare alleenpare oor elke F-atoom.
Dus, die totale aantal alleenpare in boortrifluoried is 0+(6*3) =18
6. BF3 lewis struktuur oktet reël
Elke atoom in 'n molekule probeer om sy oktet te voltooi deur elektrone van die valensiedop te skenk of elektrone in die valensdop te aanvaar en die naaste edelgaskonfigurasie te verkry.
B is ap blok groep 13de element, so dit het 3 elektrone in sy buitenste dop. Deur 'n binding met drie f-atome te vorm, deel B een elektron van elke F-atoom in hibridisasie. Maar dit kry slegs 6 elektrone in sy valensdop (twee in s-orbitaal en vier in p-orbitaal) maar dit kry stabiliteit as gevolg van nul formele lading en dit is 'n oortreding van die oktetreël, dus B is elektro-tekort.
Maar in die geval van F, het dit sewe elektrone in sy valensieskil en deel een elektron met B, en voltooi sy oktet volledig.
Dus, in die BF3 lewis struktuur, kan ons sien die valenselektron in bindingsvorming sal 3 van B en 1 van elke F-atoom wees. Dus, die aantal totale elektrone betrokke by die bindingsvorming van boortrifluoried is 3+(3*1) =6 wat 'n oortreding van die oktetreël is.
7. BF3 lewis struktuur bindingshoek
Die bindingshoek van 'n molekule is die hoek waar twee of meer atome maak tydens die vorming van 'n molekule.
Uit die VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) teorie het 'n molekule met 'n trigonale planêre vorm 'n bindingshoek van 1200. Van die BF3 lewis struktuur, is dit duidelik dat die vorm van die molekule trigonaal plat is, dus is die bindingshoek tussen FBF 1200. As gevolg van die kleiner grootte van die F-atoom, word afstoting van eensame paar hier geminimaliseer. Dus, die hoek is ideaal 1200 en het geen vereiste van afwyking nie.
8. BF3 lewis struktuur resonansie
Resonansie is 'n hipotetiese konsep van 'n molekule vir die delokalisering van sy elektronwolke in verskillende skeletvorme.
Strukture II, III en IV is ekwivalent en het 'n groter bydrae tot resonansie soos dit bevat meer kovalente bindings. As die aantal kovalente bindings vir meer as een struktuur gelyk is, moet ons seker maak die negatiewe lading is op elektronegatiewe atoom of positiewe lading op elektropositiewe atoom.
9. BF3 hibridisasie
Hibridisering is ook 'n hipotetiese konsep om die wyse van binding van 'n kovalente molekule te bepaal deur orbitale van twee of meer atome te meng om hibriede orbitale te kry.
Die hibridisasie van enige molekule word deur die formule bereken
H = 0.5(V+M-C+A), waar H= hibridisasiewaarde, V is die aantal valenselektrone in die sentrale atoom, M = eenwaardige atome omring, C=nee. van katioon, A=nee. van die anioon.
In die BF3 lewis struktuur, die sentrale B het drie valenselektrone (een in s en twee in p orbitaal) en daar is drie F-atome teenwoordig in die omgewing.
Dus, die hibridiseringswaarde vir boortrifluoried is = ½(3+3+0+0)= 3 (sp2)
| struktuur | Hibridisering waarde | Toestand van hibridisasie van sentrale atoom | Bindingshoek |
| lineêre | 2 | sp /sd / pd | 1800 |
| Beplanner trigonaal | 3 | sp2 | 1200 |
| tetraëdriese | 4 | sd3/ sp3 | 109.50 |
| Trigonale bipiramidaal | 5 | sp3d/dsp3 | 900 (aksiaal), 1200(ekwatoriaal) |
| oktaëdriese | 6 | sp3d2/d2sp3 | 900 |
| Pentagonale bipiramidaal | 7 | sp3d3/d3sp3 | 900, 720 |
Uit die tabel hierbo kan ons sê dat as die hibridisasiewaarde 3 is, die modus van hibridisasie sp2 wat beteken een s en twee p orbitale is betrokke by hierdie hibridisasie. Hier is s- en p-orbitaal van B en slegs die P-orbitaal van F betrokke.
Boor is groep 13th element so in die grondtoestand is die elektroniese konfigurasie van Boor [Hy] 2s22p1.P orbitaal kan 'n maksimum van 6 elektrone ophoop. Om die p-orbitaal te voltooi, benodig ons nog 3 elektrone. F is van die halogeenfamilie en groep 17th so is die elektroniese konfigurasie [Hy] 2s22p5. Om die oktet van B te voltooi het dit nog 5 elektrone nodig, en om die oktet van fluor te voltooi het dit een elektron nodig.
Nou deur die vermenging van orbitaal in hibridisasie deel elke F-atome een elektron met B en voltooi die oktet, maar vir B kom drie elektrone van 3 F, maar die oktet is nie volledig soos in die raamdiagram getoon nie, dus dit is 'n oortreding van oktetreël.
So hier een s en twee P orbitale meng en gee sp2 hibriede orbitaal. Uit die tabel kan ons sien dat sp2 gehybridiseerde molekule het 'n 1200 bindingshoek en sy vorm sal trigonaal plat wees wat ook in VSEPR teorie weerspieël word.
In die hibridisasie beskou ons slegs die sigma-binding, die π-binding is nie betrokke by die hibridisasie nie.
10. BF3 oplosbaarheid
Alhoewel BF3 'n kovalente molekule is, kan dit in water oplosbaar word deur die proses van hidrolise.
Eintlik, in die BF3 lewis struktuur, die oktet van B is nie voltooi nie en daar is 'n vakante p-orbitaal beskikbaar in B, so hier kan dit die alleenpaar suurstof van 'n watermolekule neem en met water reageer en stadig gehidroliseer word.
Dit kan ook oplosbaar wees in baie organiese en nie-polêre oplosmiddels.
11. Is BF3 ionies?
Volgens Fajan se reël is geen molekule 100% ionies of kovalent nie.
Die grootte van die B is baie klein, so dit kan maklik enige anioon polariseer deur sy ioniese potensiaal, maar die grootte van F is ook klein, sodat dit nie maklik polariseerbaar kan wees nie. Maar as gevolg van ioniese potensiaal en Fajan se reël van polarisasie van Bf3 lewis struktuur, kan ons sê dat BF3 min hoeveelheid ioniese karakter bevat.
12. Is BF3 polêr of nie-polêr?
Die polariteit van 'n molekule hang af van die dipoolmoment.
Dipoolmoment werk altyd vanaf elektropositiewe atoom na elektronegatiewe atoom. Hier tree dipoolmoment van B na F-atoom op. Maar in die BF3 lewis struktuur, vorm van die molekule is planêr trigonaal, dus is die resulterende dipoolmoment van B tot twee F-atome presies teenoor die dipoolmoment van B na die derde F-atoom. Dus, beide dipoolmomente minimaliseer die netto dipoolmoment wat nul is vir die BF3-molekule.
As gevolg van nul dipoolmoment, is die BF3-molekule nie-polêr.
13. Is BF3 suur of basies?
BF3-molekule tree op as sterk Lewissuur, dit kan elektrone in sy vakante orbitaal aanvaar.
Van die BF3 lewis struktuur, kan ons sien dat B nie volledig in sy oktet is nie en daar 'n vakante p-orbitaal teenwoordig is na die sp2-hibridisasie in B. Dus, B is elektrontekort hier en dit kan elektron- of alleenpare van die onderskeie molekule of atome aanvaar en kan tree op as Lewissuur. Die elektronegatiwiteit van drie F-atome verhoog die kanse om elektrone te aanvaar en dit gedra as sterk Lewissuur.
Selfs BF3 reageer met water om te vorm waterstofsuur.
Is daar enige kans op terugbinding in BF3?
Dit is as gevolg van die teenwoordigheid van die 3 elektronegatiewe F-atome dat die sigma-elektrondigtheid vanaf sentrale B weggesleep word.
Dus word die B-sentrum minder elektropositief. Om die elektrontekort by die B te verminder, skenk 3 F-atome gelyktydig π elektrondigtheid na die sentrale B wat lei tot die vorming van pπ- Pπ rugbinding.
Vergelyk die suurheid van BF3, BCl3, BBr3, BI3
BI3 het 'n hoër lewis suurheid as ander en die volgorde van die suurheid verminder van regs na links.
BI3> BBr3> BCl3> BF3
Dit is as gevolg van die groter grootte van I die orbitale wanpassing is hier groter. Dus, die terugbinding is hier minder, sodat die vakante orbitaal van B maklik elektrone van enige Lewis-basis kan aanvaar.
Die verbandlengte van BF in BF3 sal na verwagting korter wees. Hoekom?
In die BF3 lewis struktuur, die bindingslengte is 131.8 pm maar die eksperimentele data toon dat die bindingslengte 130 pm is.
Die rede agter die korter bindingslengte is die agterste π-binding tussen B en F. As gevolg van hierdie terugbinding is daar 'n gedeeltelike dubbelbindingskarakter wat tussen B en F waargeneem word. dus word die bindingslengte verminder.
Gevolgtrekking
Uit bogenoemde bespreking oor die BF3 molekule, kan ons aflei dat B die oktetreël hier oortree het, maar stabiliteit verkry het as gevolg van nul formele lading. Die vorm en bindingshoek van die molekule kan uit VSEPR teorie sowel as hibridisasie voorspel. BF3 kan as sterk Lewissuur optree as gevolg van die vakante orbitaal van B en daar is 'n kans op terugbinding tussen B en F. Die molekule is nie-polêr deur sy nul-dipoolmoment.
