Trifluorure de bore

Le trifluorure de bore de est le composé chimique avec la formule BF₃ de . Ce gaz toxique du sans couleur piquant forme les vapeurs blanches en air moite. C'est un acide de Lewis utile et un bloc constitutif souple pour d'autres composés du bore .

Structure et liaison

À la différence des trihalides en aluminium, les trihalides sont tous de bore monomériques. Ils subissent la dimérisation rapide comme indiqué par le taux élevé des réactions de substitution haloïdes : → de BF₃ + de BCl₃ BF₂Cl + BCl₂F En raison du service de ce procédé d'échange, les halogénures mélangés ne peuvent pas être obtenus en forme pure.

La géométrie d'une molécule de BF₃ est décrite comme planaire trigone. La symétrie de D_3h se conforme à la prévision de la théorie du VSEPR. Bien que comportant trois liaisons covalentes polaires, la molécule n'a aucun moment dipolaire en vertu de sa symétrie élevée. Bien que le isoélectronique avec du carbonate, CO₃^2-, BF₃ désigné généralement sous le nom du " ; électron déficient, " de ; une description qui est renforcée par sa réactivité exothermique du vers le Lewis base

Dans les trihalides de bore, BX₃, la longueur des liens de FB (1.30 Å) est plus court qu'être prévu pour les liens simples, et cette brièveté peut indiquer une π-liaison plus forte de B-X dans le fluorure. Une explication facile appelle le chevauchement symétrie-permis d'une orbitale de p sur l'atome de bore avec la combinaison en phase des trois orbitales pareillement orientées de p sur des atomes de fluor.

À l'échelle expérimentale, BF₃ est produit par la décomposition thermique des sels de diazonium : PhF de → du
PhN₂BF₄ de
+ BF₃ + N₂

Acidité de Lewis et réactions relatives

Le trifluorure de bore est un acide de Lewis souple que le de formes détermine l'adduction de avec de telles bases de Lewis de comme le fluorure et le CSF de des éthers + le O (C₂H₅) ₂ → CsBF₄ de BF₃ + → BF₃O (C₂H₅) ₂ de BF₃ Les sels de Tetrafluoroborate sont généralement utilisés car le Non-coordonnant les anions l'additif avec de l'éther diéthylique est un liquide commodément manipulé et est par conséquent largement produit comme source de laboratoire de BF₃.

Acidité comparative de Lewis

Chacun des trois trihalides plus légers de bore, additifs stables de forme de BX₃ (X = F, Cl, Br) avec les bases communes de Lewis. Leurs acidités relatives de Lewis peuvent être évaluées en termes d'exothermicities relatifs de la réaction de additif-formation. De telles mesures ont indiqué l'ordre suivant pour l'acidité de Lewis :
BF₃< BCl₃< BBr₃ (l'acide de Lewis le plus fort) de
Cette tendance généralement attribuée au degré de π-liaison dans le trihalide planaire de bore qui serait perdu sur le pyramidalization de la molécule de BX₃. ce qui suit cette tendance : BF₃ > BCl₃ > BBr₃ (le plus facilement pyramidalized)

Les critères pour évaluer la force relative de la π-liaison ne sont pas clairs, cependant.

Hydrolyse

Le trifluorure de bore réagit avec de l'eau pour donner à l'acide borique et l'acide de Fluoroboric : La réaction débute avec la formation de l'additif d'aquo, H₂O-BF₃, qui perd alors l'à haute fréquence :
4 de
BF₃ de + → 3 3 H₂O HBF₄ + " ; B (OH) ₃" ;

Les trihalides plus lourds ne subissent pas des réactions analogues, probablement la stabilité inférieure des ions tétraédriques BX₄^- (X = Cl, Br). En raison de l'acidité élevée de l'acide fluoroboric, l'ion de fluoroborate peut être employé pour isoler en particulier les cations électrophiles, tels que les ions du diazonium , il est autrement difficile isoler que comme solides.

Manipulation

Le trifluorure de bore est corrosif. Les métaux appropriés pour l'équipement manipulant le trifluorure de bore incluent l'acier inoxydable , le Monel , et le Hastelloy . En présence de l'humidité il corrode l'acier, y compris l'acier inoxydable. Il réagit avec du polytétrafluoroéthylène des polyamides , le Polychlorotrifluoroethylene , le fluorure de polyvinylidène de , et la résistance satisfaisante d'exposition du polypropylène . La graisse utilisée dans l'équipement devrait être le fluorocarbone basé, car le trifluorure de bore réagit avec hydrocarbure-basé.

Utilisations

appliqué comme dopant dans l'implantation ionique
p-type de dopant de pour de le silicium développé par épitaxial
les réactions de la polymérisation d'initiés du insaturé du compose . Polyéthers d'exemple * comme catalyseur dans de l'isomérisation , l'alkylation , l'estérification , la condensation , l'addition d'aldol de Mukaiyama de , et d'autres réactions.
utilisé dans les détecteurs sensibles du neutron ectstub

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