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結(jié)構(gòu)和成鍵

與鋁三鹵化物不同的是，硼的三鹵化物都是單體。但快速的鹵素交換反應(yīng)表明它們也可以發(fā)生可逆的二聚反應(yīng)：

但混合鹵化物難以分離出純凈物。

BF 3 中，硼原子為 sp 雜化，分子為平面三角形結(jié)構(gòu)，D 3h 對(duì)稱群，與價(jià)層電子對(duì)互斥理論的預(yù)測(cè)相吻合。盡管B-F鍵是極性共價(jià)鍵，但其分子對(duì)稱性抵消了偶極矩，使得偶極矩為0。它與碳酸根離子（CO 3 ）是等電子體，但不同的是，BF 3 是缺電子化合物，與路易斯堿反應(yīng)放熱。

BF 3 中的B-F鍵長(zhǎng)（1.30 ?）比預(yù)測(cè)的單鍵鍵長(zhǎng)要短， 可能是由于存在大π鍵的緣故。由于三氟化硼是平面結(jié)構(gòu)，因此硼的空p軌道可與三個(gè)氟原子的滿p軌道共軛，發(fā)生電子離域，從而鍵長(zhǎng)變短。

合成

BF 3 可以由三氧化二硼或硼酸鹽與氟化氫反應(yīng)制備：

反應(yīng)物氟化氫可直接由硫酸和螢石（CaF 2 ）反應(yīng)獲得。

但以上方法產(chǎn)率很低，現(xiàn)在基本上是通過以下兩步反應(yīng)來制取：

實(shí)驗(yàn)室中，BF 3 可由氟硼酸重氮鹽分解制得：

路易斯酸性

三氟化硼是很常用的路易斯酸，可與氟化物和醚之類的路易斯堿形成加合物：

氟硼酸根離子是非配位陰離子，且實(shí)驗(yàn)室中常以液態(tài)的三氟化硼乙醚合物作為BF 3 的來源。

路易斯酸性相比

前三個(gè)三鹵化硼（BX 3 ，X = F、Cl、Br）都可與常見路易斯堿形成加合物，根據(jù)反應(yīng)放熱程度可大概推知它們路易斯酸性的強(qiáng)弱。結(jié)果為：

這個(gè)順序表明了三鹵化硼從平面大π鍵變?yōu)樗拿骟w結(jié)構(gòu)的難易程度， 即BBr 3 最易，而BF 3 最難。

但其中的大π鍵強(qiáng)度并不容易衡量。 有一個(gè)解釋是，氟原子最小，因此P z 軌道中的孤對(duì)電子很容易與硼的空P z 軌道重疊。也因此BF 3 中的反饋?zhàn)饔帽菳I 3 更強(qiáng)。另一個(gè)解釋認(rèn)為，BF 3 路易斯酸性較弱是因?yàn)榧雍衔镏蠪 3 B-L鍵能低。

水解

三氟化硼與水反應(yīng)生成硼酸和氟硼酸。反應(yīng)一開始生成與水的加合物H 2 O-BF 3 ，然后失HF：

其它的三鹵化硼不發(fā)生類似的反應(yīng)，很可能是由于四面體型離子BX 4 （X = Cl、Br）不穩(wěn)定。

由于氟硼酸酸性很強(qiáng)，常用氟硼酸根離子來分離一些用其他方法難以分離的親電性陽離子，尤其是重氮根離子。

有機(jī)合成中的應(yīng)用

三氟化硼是有機(jī)合成中常用的路易斯酸，其機(jī)理可能是因?yàn)樯闪穗x子型中間產(chǎn)物。

在傅-克烷基化反應(yīng)中：

在傅-克?；磻?yīng)中：

醇失水成醚時(shí)：

酯化反應(yīng)中：

在芳烴硝化和磺化反應(yīng)中：

實(shí)際情況中，很有可能以上的離子型中間體以離子對(duì)或絡(luò)合物的形式出現(xiàn)。

使用

三氟化硼具有腐蝕性，可以用含不銹鋼、蒙乃爾合金和哈斯特合金的金屬材料來處理。但在水存在時(shí)，它會(huì)腐蝕包括不銹鋼在內(nèi)的鋼鐵。

聚酰胺、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯材料對(duì)BF 3 呈相對(duì)化學(xué)惰性。

儀器中的油脂應(yīng)當(dāng)是以氟代烴作為材料的，因?yàn)槿饡?huì)與烴類反應(yīng)。

用途

離子注入中用于摻雜襯底

外延生長(zhǎng)硅晶體的p型摻雜劑

引發(fā)不飽和化合物的聚合反應(yīng)，例如聚醚類

某些異構(gòu)化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、Mukaiyama羥醛反應(yīng)及其他反應(yīng)中的催化劑

用于中子檢測(cè)儀中

參見

三氟化硼-乙醚絡(luò)合物

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