Τριφθοριούχο Βόριο (BF3):Ιδιότητες, Χρήσεις &Ασφάλεια

Η ανόργανη ένωση BF3 σημαίνει τριφθοριούχο βόριο. Είναι ένα πολύ δηλητηριώδες, άχρωμο, μη εύφλεκτο αέριο με ξεχωριστή, διεισδυτική οσμή. Διαλύεται εύκολα στο νερό και άλλες οργανικές ουσίες που περιλαμβάνουν άζωτο ή οξυγόνο.

Μπορεί να υδρολυθεί αργά με κρύο νερό για να παραχθεί υδροφθορικό οξύ και μπορεί επίσης να υδρολυθεί σε υγρό αέρα για να παράγει λευκούς παχύρρευστους ατμούς. Οι ατμοί του έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα από τον αέρα. Η εισπνοή του αερίου ερεθίζει το αναπνευστικό σύστημα και εάν το αέριο έρθει σε επαφή με το δέρμα σε μεγάλες ποσότητες, μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα.

Τι είναι ο υβριδισμός του τριφθοριούχου βορίου;

Στη βασική του κατάσταση, το BF3 περιλαμβάνει ένα άτομο βορίου με τρία ηλεκτρόνια εξωτερικού κελύφους και τρία άτομα φθορίου με επτά εξωτερικά ηλεκτρόνια. Επιπλέον, ένα ηλεκτρόνιο βορίου είναι ασύζευκτο στη θεμελιώδη κατάσταση.

Τα τροχιακά 2s και δύο τροχιακά 2p υβριδοποιούνται κατά τη σύνθεση αυτού του μορίου. Ως το μοναχικό ζεύγος, μόνο ένα από τα κενά ρ-τροχιακά παραμένει. Το βόριο απαιτεί τρία υβριδισμένα τροχιακά για να δημιουργήσει δεσμούς με τρία άτομα F, όπου τα τροχιακά 2pz επικαλύπτονται με τα υβριδισμένα τροχιακά sp2, με αποτέλεσμα δεσμούς.

Μοριακή γεωμετρία BF3 και γωνίες δεσμών

Το βόριο δημιουργεί μονομερή ομοιοπολικά αλογονίδια με επίπεδο τριγωνικό σχήμα στη φυσική του κατάσταση. Η επικάλυψη των τροχιακών μεταξύ των δύο μορίων είναι κυρίως υπεύθυνη για αυτό το σχήμα. Η μοριακή γεωμετρία του BF3 είναι τριγωνική επίπεδη, για την ακρίβεια. Είναι επίσης μη πολικό και έχει συμμετρική κατανομή φορτίου στο κεντρικό άτομο.

Όταν όλα τα άτομα βρίσκονται σε ένα μέρος, η γωνία δεσμού είναι 1200. Όλα σχηματίζουν επίσης ένα ισόπλευρο τρίγωνο.

Δομή τριφθοριούχου βορίου

Το τριφθοριούχο βόριο, συχνά γνωστό ως τριφθοροβοράνιο, είναι μια ανόργανη χημική ουσία που χρησιμοποιείται συνήθως ως καταλύτης και το οξύ Lewis για την παραγωγή ενώσεων βορίου και βορίου υψηλής καθαρότητας.

Ο τύπος τριφθοριούχου βορίου είναι BF3. Έχει μοριακή μάζα 67,805 γραμμάρια ανά mol. Μιλώντας για τη δομή του τριφθοριούχου βορίου, το άτομο του βορίου είναι το μοριακό κέντρο και σχηματίζει τρεις απλούς δεσμούς με κάθε φθόριο, που παρουσιάζουν μια επίπεδη-τριγωνική δομή και ένα κενό p-τροχιακό στο άτομο του βορίου, παρόμοια με τη δομή του βρωμιούχου βορίου. Το μόριο BF3 αψηφά ομοίως την οκτάδα των κανονισμών ηλεκτρονίων σθένους. Στις τυπικές αναπαραστάσεις για οργανικές ενώσεις, η χημική τους δομή μπορεί να εκφραστεί ως εξής.

Χρήσεις τριφθοριούχου βορίου

Εδώ είναι οι χρήσεις του τριφθοριούχου βορίου που πρέπει να γνωρίζετε.

Το τριφθοριούχο βόριο χρησιμοποιείται σε διαδικασίες πολυμερισμού, αλκυλίωσης και συμπύκνωσης ως καταλύτης.
Το τριφθοριούχο βόριο είναι μια εξαιρετικά δραστική ένωση που χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό στη χημική σύνθεση ως καταλύτης.
Το BF3 είναι το αρχικό συστατικό για πολλές ενώσεις βορίου όπως το διβοράνιο.
Το BF3 χρησιμοποιείται για την παραγωγή συγκολλητικών και χημικών στεγανοποιητικών ουσιών, καθώς και λιπαντικών και λιπαντικών προσθέτων.

Ιδιότητες του τριφθοριούχου βορίου

Ας συζητήσουμε τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του τριφθοριούχου βορίου.

1. Φυσικές ιδιότητες:

Το τριφθοριούχο βόριο είναι ένα δηλητηριώδες αέριο που είναι άχρωμο και έχει δυσάρεστη οσμή. Έχει σημείο τήξης -127°C και σημείο βρασμού -100°C, αντίστοιχα. Η πυκνότητά του είναι 0,90 g mL-1. Το τριφθοριούχο βόριο είναι υδατοδιαλυτό. Το θειικό οξύ και οι οργανικοί διαλύτες όπως το βενζόλιο, ο τετραχλωράνθρακας, το διοξείδιο του θείου και το χλωροφόρμιο είναι επίσης διαλυτά σε αυτό.

2. Χημικές ιδιότητες:

Το υδροφθορικό οξύ σχηματίζεται όταν το BF3 υδρολύεται σταδιακά σε νερό. Ως αποτέλεσμα της επίπεδης-τριγωνικής δομής τους, το φθόριο του βορίου είναι ένα μη πολικό μόριο με μηδενική πολική ορμή. Το BF3 είναι ένα οξύ Lewis, όπως το τριβρωμιούχο βόριο, καθώς είναι "ανεπάρκεια ηλεκτρονίων" και αλληλεπιδρά γρήγορα με τις βάσεις Lewis για να παράγει προϊόντα προσθήκης Lewis, όπως στην αντίδραση του φθοριούχου καισίου με το BF3 για το σχηματισμό τετραφθοροβορικού καισίου:

CsF + BF3 → CsBF4

Σημειογραφία Μοριακής Γεωμετρίας για το μόριο BF3:

Σύμφωνα με τη θεωρία VSEPR, εάν το μόριο BF3 έχει έναν τέτοιο γενικό τύπο AX3, η μοριακή γεωμετρία και η γεωμετρία των ηλεκτρονίων θα είναι και οι δύο τριγωνικές επίπεδες μορφές.

Όνομα μορίου

Τριφθοριούχο βόριο

Χημικός μοριακός τύπος

BF3

Μοριακή γεωμετρία του BF3

Τριγωνικό επίπεδο

Γεωμετρία ηλεκτρονίων του BF3

Τριγωνικό επίπεδο

Υβριδισμός BF3

sp2

Γωνία δεσμού (F-B-F)

120º μοίρες

Ηλεκτρόνιο ολικού σθένους για BF3

Η επίσημη χρέωση του BF3 στο βόριο

Εφαρμογή:

Το τριφθοριούχο βόριο (BF3) χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία προϊόντων. Τα καταλυτικά χαρακτηριστικά του BF3 ως ισχυρού οξέος Lewis αξιοποιούνται σε διαδικασίες όπως η αλκυλίωση με αρωματικούς υδρογονάνθρακες, ο πολυμερισμός φαινολικών και εποξειδικών ρητινών και διάφορες αντιδράσεις ισομερισμού, εστεροποίησης και συμπύκνωσης.

Χρησιμοποιείται για την κατασκευή ισοτόπων βορίου υψηλής καθαρότητας για σκοπούς όπως ο περιορισμός των πυρηνικών αποβλήτων και η διαχείριση της ακτινοβολίας νετρονίων, καθώς και για εφαρμογές της βιομηχανίας ημιαγωγών όπως η κατασκευή πυριτίου ποιότητας ημιαγωγών.

Το BF3 χρησιμοποιείται επίσης στη σύνθεση διβορανίου και άλλων χημικών ουσιών που περιέχουν βόριο, καθώς και σε ροή αερίου για συγκόλληση και συγκόλληση.

Επιπτώσεις στην υγεία/Κίνδυνοι για την ασφάλεια

Η εισπνοή τριφθοριούχου βορίου είναι εξαιρετικά επικίνδυνη. Καταστρέφει τα μάτια και το δέρμα. Το BF3 αντιδρά με το νερό για να δημιουργήσει υδροφθορικό οξύ, το οποίο είναι εξαιρετικά διαβρωτικό. Όταν θερμαίνεται, εκπέμπει λευκό δηλητηριώδες αέριο φθόριο. Όταν έρχεται σε επαφή με το νερό, αποσυντίθεται. Το πλαστικό και το καουτσούκ ενδέχεται να προσβληθούν από το BF3.

Σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε

Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα τρία υβριδισμένα τροχιακά sp2 είναι οργανωμένα σε ένα τρίγωνο.

Ο τύπος τριφθοριούχου βορίου είναι BF3

Το μόριο BF3 αποτελείται από ένα βόριο που έχει sp2 τροχιακά και τρία φθόριο έχει p τροχιακά.
Στο BF3, όλοι οι δεσμοί είναι δεσμοί σίγμα. Αλλά όταν πραγματοποιείται η οπίσθια συγκόλληση εμφανίζεται μερικώς διπλός δεσμός.

Συμπέρασμα

Εδώ, κατανοήσαμε τη δομή, τις ιδιότητες και τις χρήσεις του τριφθοριούχου βορίου, τις εφαρμογές του και πολλά άλλα.

Αν και μια σύντομη κατανόηση του θέματος είναι καλή όταν θέλετε να ξεκαθαρίσετε τις έννοιές σας. Αλλά αν θέλετε να σημειώσετε καλούς βαθμούς στην εξέταση IIT/JEE Mains, πρέπει να έχετε μια εις βάθος κατανόηση και γνώση του τριφθοριούχου βορίου.

Εάν αντιμετωπίζετε δυσκολίες, μπορείτε να επιλέξετε το Unacademy για να χρησιμοποιήσετε ζωντανά μαθήματα, ηχογραφημένες διαλέξεις και σημειώσεις που παρέχονται από έμπειρους καθηγητές.

Λοιπόν, τι περιμένετε; Βουτήξτε στη δεξαμενή γνώσης με το Unacademy.