Γιατί το BF3 είναι ένα αδύναμο οξύ Lewis από το BI3 ενώ σε περισσότερο ηλεκτροαρνητικό;
Κατανόηση της οξύτητας Lewis
* Lewis Acids είναι δέκτες ηλεκτρονίων. Έχουν ένα κενό τροχιακό που μπορεί να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων.
* Η αντοχή ενός οξέος Lewis καθορίζεται από το πόσο εύκολα δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων.
Ο ρόλος του backbonding
Η βασική διαφορά έγκειται σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται backbonding .
* bf3: Το βόριο είναι μικρό και έχει σχετικά κενό P-orbital. Αυτό το κενό P-orbital μπορεί εύκολα να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από μια βάση Lewis, καθιστώντας το BF3 ένα ισχυρό οξύ Lewis. Ωστόσο, τα άτομα φθορίου είναι εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικά, καθιστώντας την έλλειψη ηλεκτρονίων ατόμου βορίου. Αυτή η ανεπάρκεια ενισχύει περαιτέρω την οξύτητα του Lewis.
* BI3: Το ιώδιο είναι μεγάλο και έχει διάχυτα τροχιακά. Τα άτομα ιωδίου έχουν μοναχικά ζεύγη που μπορούν να αλληλεπιδρούν με το κενό β-βόριο του βορίου μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται backbonding. Αυτό το backbonding μειώνει την ανεπάρκεια ηλεκτρονίων στο βόριο, καθιστώντας λιγότερο πιθανό να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από μια βάση Lewis.
με απλούστερους όρους:
* Τα άτομα ιωδίου στο BI3 "δωρίζουν" μερικά από τα ηλεκτρονικά τους πυκνότητα πίσω στο άτομο βορίου, καθιστώντας το λιγότερο "πεινασμένο" για ηλεκτρόνια.
* Αυτό το αποτέλεσμα είναι ασθενέστερο στο BF3 επειδή τα άτομα φθορίου είναι πιο ηλεκτροαρνητικά και κρατούν τα ηλεκτρόνια τους σφιχτά.
Ως εκ τούτου, αν και το βόριο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το ιώδιο, το φαινόμενο backbonding στο BI3 το καθιστά ένα ασθενέστερο οξύ Lewis σε σύγκριση με το BF3.
Συμπερασματικά: Η σχετική αντοχή των οξέων Lewis δεν καθορίζεται αποκλειστικά από την ηλεκτροαρνητικότητα. Άλλοι παράγοντες όπως το μέγεθος του ατόμου, η διαθεσιμότητα των μοναχικών ζευγών και η παρακέντηση διαδραματίζουν σημαντικούς ρόλους.
