Trifluoruro de Boro: Definición y estructura de Lewis
¿Qué es BF3 en Química?
BF3 es la fórmula química del trifluoruro de boro, que es un gas inorgánico, tóxico e incoloro con un olor fuerte.
BF3 – Las preguntas de química son comunes porque el trifluoruro de boro es una excepción a la regla del octeto, que establece que todos los elementos, excepto el hidrógeno y el helio, forman compuestos o iones para lograr un octeto completo (es decir, ocho electrones de valencia).
Fórmula de trifluoruro de boro
Dado que el trifluoruro de boro es una molécula, sigue las reglas de nomenclatura molecular (denominación):
- El primer elemento (boro en este caso) se enumera tal como está escrito en la tabla periódica. Si hay un átomo de ese elemento en el compuesto, no incluye un prefijo. Si hay más de un átomo de ese elemento en el compuesto, se incluye un prefijo (ver la tabla).
- La terminación del segundo elemento (flúor en este caso) se cambia a ”-uro”. Para cualquier número de ese elemento, incluye un prefijo.
| Número de átomos | Prefijo |
|---|---|
| 1 | mononucleosis infecciosa- |
| 2 | di- |
| 3 | tri- |
| 4 | tetra- |
| 5 | penta- |
| 6 | hexa- |
La ausencia de un prefijo para boro refleja el hecho de que solo hay un átomo de boro en el compuesto. El prefijo ”tri-” para fluoruro refleja el hecho de que hay tres átomos de flúor en el compuesto.
Estructura de Lewis BF3
BF3 consta de un átomo de boro que tiene un enlace simple con tres átomos de flúor. Cada átomo de flúor comienza con siete electrones de valencia y usa solo uno de ellos para unirse con el boro, dejándolo con tres pares solitarios para completar su octeto. Por el contrario, el átomo de boro no tiene pares solitarios porque comenzó con tres electrones de valencia y los usó todos para unirse con el flúor. Consulte la Figura 1 para conocer la estructura de Lewis del trifluoruro de boro.
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El trifluoruro de boro se denomina deficiente en electrones porque el átomo de boro no tiene un octeto completo. En cambio, tiene solo seis electrones de valencia y seis electrones son sus tres enlaces simples. Dado que todos los enlaces simples son enlaces sigma, que consisten en orbitales superpuestos directamente de cada uno de los dos átomos participantes, todos los enlaces en el trifluoruro de boro son enlaces sigma. Cada uno de esos enlaces consta de un orbital hibridado sp2 de boro superpuesto con un orbital hibridado sp3 de un átomo de flúor.
BF3 en geometría molecular: usos y peligros
Una molécula BF3 tiene una geometría plana trigonal (consulte la Figura 2). Los tres átomos de flúor están igualmente espaciados, lo que produce ángulos de enlace de {eq}120^{\circ} {/eq}.
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{eq}BF_3 {/eq} normalmente se fabrica en entornos de laboratorio y fabricación, ya que no existe en la naturaleza. Los usos comunes del trifluoruro de boro son:
- Es un componente de fundentes de soldadura y fumigantes.
- Se utiliza en la industria electrónica (células electroquímicas de alta temperatura, microchips y fibra óptica).
- Es un catalizador en algunas reacciones de polimerización.
- Es un componente de los agentes extintores para incendios de magnesio.
A pesar de su utilidad, {eq}BF_3 {/eq} es una molécula peligrosa. Es tóxico (incluso letal) para los humanos cuando se inhala y puede hacer erupción violentamente cuando se calienta o se presuriza. Además, puede causar daño a los riñones y al sistema nervioso. La exposición sostenida a niveles altos de trifluoruro de boro puede provocar fluorosis, que es la acumulación de fluoruro en huesos y dientes.
Propiedades BF3
El trifluoruro de boro tiene algunas propiedades físicas y químicas únicas. Las propiedades físicas de {eq}BF_3 {/eq} incluyen:
- Es un gas a temperatura ambiente.
- Sus vapores son más densos que el aire.
- Tiene un olor fuerte.
Las propiedades químicas de {eq}BF_3 {/eq} incluyen:
- es no polar.
- Se hidroliza lentamente con agua fría y este proceso libera ácido fluorhídrico.
- Es corrosivo y no inflamable.
- Es un ácido de Lewis (un aceptor de pares de electrones en las reacciones) porque el átomo de boro tiene solo seis electrones de valencia.
Cargo Formal BF3
La carga total y la carga formal (la carga asignada a un átomo en un compuesto, suponiendo que se comparten por igual los electrones enlazados) del trifluoruro de boro son cero. La carga total del trifluoruro de boro es cero porque la molécula es eléctricamente neutra (es decir, no es un ion). La carga formal del trifluoruro de boro es cero para todos sus átomos porque cada átomo “posee” precisamente tantos electrones como tenía al principio.
La ecuación de la carga formal es: {eq}FC = V – N – \frac B 2 {/eq}
FC es la carga formal de un átomo.
V es el número de electrones de valencia de ese átomo.
N es el número de electrones de valencia no enlazantes (par solitario y radical libre) de ese átomo.
B es el número de electrones de enlace de ese átomo.
Entonces, para el átomo de boro:
{eq}FC = V – N – \frac B 2 \\ FC = 3 – 0 – \frac 6 2 \\ FC = 0 {/eq}
Para cada átomo de flúor:
{eq}FC = V – N – \frac B 2 \\ FC = 7 – 6 – \frac 2 2 \\ FC = 0 {/eq}
Trifluoruro De Boro Masa molar
La masa molar del trifluoruro de boro es 67,81 {eq}\frac g {mol} {/eq}. Ese número es la suma de la masa molar del boro (10,81 {eq}\frac g {mol} {/eq}) y tres veces la masa molar del flúor (19,00 {eq}\frac g {mol} {/eq} ).
Resumen de la lección
El trifluoruro de boro ({eq}BF_3 {/eq}) es un gas inorgánico, tóxico, no polar y acre que no se encuentra en la naturaleza. Su masa molar es 67,81 {eq}\frac g {mol} {/eq}. Se utiliza en entornos de laboratorio como catalizador para reacciones de polimerización y en diversos entornos industriales, como la fabricación de productos electrónicos. {eq}BF_3 {/eq} es corrosivo y potencialmente letal si se inhala. También puede causar otros problemas de salud.
El trifluoruro de boro consta de un átomo de boro con un enlace simple a tres átomos de flúor espaciados uniformemente en una disposición plana trigonal. Sus tres enlaces son enlaces sigma (orbitales superpuestos de los dos átomos participantes). El átomo de boro carece de un par solitario, lo que hace que el trifluoruro de boro sea deficiente en electrones , ya que no completa un octeto completo. Esta violación de la regla del octeto (que establece que los átomos en las moléculas tienen capas de valencia completas) hace que {eq}BF_3 {/eq} sea un excelente ácido de Lewis (aceptor de pares de electrones). El cargo formal(carga asignada a cada átomo como si cada enlace diera un electrón a cada uno de sus átomos) de todos los átomos en el trifluoruro de boro es cero. La ecuación para la carga formal es: {eq}FC = V – N – \frac B 2 {/eq}, donde FC es la carga formal de un átomo, V son los electrones de valencia, N son los electrones de valencia no enlazantes y B son los electrones de enlace.
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