ルイスの酸と塩基

質問

反応BX3+NMe3→X3B:NMe3 において， BF3，BCl3，BBr3をルイス酸性の強い順に並べなさ い。また，その理由を説明しなさい。
この問題が全然わかりません。助けてください。

回答No.2

hydrophobic

ルイス酸性の強さは、次のようになる。BBr3＞BCl3＞BF3
これらの分子は平面三角形構造、ハロゲン原子のnp軌道はホウ素の空の2p軌道とπ結合を形成する。
BX3がN(CH3)3との反応により付加体X3B－N(CH3)3を形成するときは、これらのπ結合が切れて、ホウ素のまわりは四面体構造へと変化する。
π結合形成にはFは2p軌道、Clは3p軌道、Brは4p軌道を用いる。
ホウ素の2p軌道と重なりがよいのは2p軌道を用いるF原子だから、最も強いπ結合をつくるBF3は付加体をつくりにくいし、ルイス酸として最も弱い。

回答No.1

2benzene

電気陰性度から考えるとF>Cl>Brなのですが、実際は逆になっているのです。これらの分子構造は平面三角形です。ハロゲンのp軌道がホウ素の空の2p軌道とπ相互作用をしています(図参照)。この時、Fは2p、Clは3p、Brは4pの軌道が相互作用しており、最も相互作用しやすいのは同じ2pであるFとなります。これがルイス塩基と反応してBが新たな結合を作ると四面体構造へと変化し、先ほどのπ結合は切れてしまいます。つまり、Fはπ結合が強いため、この結合を切るために大きなエネルギーを要し、ルイス酸としての強さは弱くなります。以上から、ルイス酸の強さは、
　　　BBr3 ＞ BCl3 ＞ BF3
となります。電気陰性度から予想される結果とは逆になりますのでご注意ください。