三ハロゲン化ホウ素について

質問

失礼します。
三ハロゲン化ホウ素のルイス酸としての強さは、BF3＜BCl3＜BBr3の順で増大すると習いました。しかし、これはハロゲンの電気陰性度から予測される順と逆になっています。この理由がいまいちよくわかりません。どなたかお助けください。お願いします。

回答No.3

noname#30845

酸が強ければ強いほど、その共役塩基は弱いーと習います。「弱い」という事は「安定」であると言い換えます。
そこで安定である条件として、共鳴構造式がいくつか書ける、電荷の片寄りがなく分散している等が考えられます。
＞ホウ素の空軌道Pzにフッ素の孤立電子対からのπ電子供与をうけて、ホウ素のオクテット則がみたされると考えました。この構造を共鳴することによってホウ素ーフッ素間の結合距離が短くなると考えました。

この考えですと、ホウ素の空のp軌道の電子の欠如性が低くなり、Lewis酸としての性質が弱まってしまいます。p軌道は電子欠如の状態が強い必要性があります。それでは、電気陰性度の大きいF>Cl>Brの順にホウ素のp軌道の電子欠如性が強くなり酸性度が強くなるはずですが、実際はそうなっていない、それではどんな理由があるかというと、今度は、共役塩基の安定性を考へてみることにするわけです。共役塩基の時のホウ素はsp3混成軌道に変わりますが、ホウ素がLewis塩基から受け取った電子が出来るだけ偏らないで分散するほうが安定であるので、大きな軌道を有するBr>Cl>Fの順に安定となるーと考えますが、如何でしたでしょうか。

お礼

なるほど！！すごくよくわかりました！！ずっと悩んでいたのですっきりしました。助かりました。どうもありがとうございました。

回答No.2

noname#30845

ANo1ですが追加です：
特に、Brですとd軌道がありますので、Bの電子が分散しやすいですね。

補足

素早い回答どうもありがとうございます。
しかし、まだよくわかりません。勉強が足りていないものでお付き合いいただけたら幸いです。
＜＜共役塩基 N^+BX3^-において、Xが大きいほど（F<Cl<Br）かさ高さが大きくなりその結果外核の軌道が大きくなって、B^-の電荷がより空間的に広く分散する事が出来る。その結果安定になる。
と書かれていますが、安定になるとはどういうことでしょうか。漠然とした質問ですいません。
また、ここで質問するまで自分なりにも考えていたのですが、
ホウ素の空軌道Pzにフッ素の孤立電子対からのπ電子供与をうけて、ホウ素のオクテット則がみたされると考えました。この構造を共鳴することによってホウ素ーフッ素間の結合距離が短くなると考えました。
これで、ハロゲンXとの結合距離が長くなる（ハロゲンXの原子半径が大きくなる）ほど不安定になり、酸性が強くなるのでは。
と考えていたんですが、自信も全くありませんのでここで質問させていただきました。　この考え方は的外れな考え方ですか。
長文失礼しました。ご回答していただけたらとても助かります。

回答No.1

noname#30845

この事は、ハロゲン化水素の酸としての強さと同じ説明で良いかと思います。HF<HCl<HBr<HI
すなわち、
ルイス酸BX3の共役塩基の安定性を考えると説明がつきます。
共役塩基 N^+BX3^-において、Xが大きいほど（F<Cl<Br）かさ高さが大きくなりその結果外核の軌道が大きくなって、B^-の電荷がより空間的に広く分散する事が出来る。その結果安定になる。