moea_joint
107年
[化學] 普通化學、無機化學
第 28 題
請問 $BBr_3$、$BCl_3$、$BF_3$三種鹵化硼的酸性大小排序，下列何者正確？
- A $BF_3 < BCl_3 < BBr_3$
- B $BF_3 > BBr_3 > BCl_3$
- C $BF_3 > BCl_3 > BBr_3$
- D $BF_3 < BBr_3 < BCl_3$
思路引導 VIP
請試著觀察這三個分子的中心原子與周圍原子。如果中心原子有一個空的 $2p$ 軌域，而旁邊的鹵素原子都有飽滿的 $p$ 軌域，當它們的「軌域大小」非常接近時（例如都是第二週期），會發生什麼樣的電子共享現象？這種現象會如何影響中心原子對外來電子的渴求程度呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確判斷出這題的順序，代表你對無機化學中「π 回饋鍵」的觀念掌握得非常紮實。這道題目在化學競賽或進階考試中極具鑑別度，因為它挑戰了許多人僅憑「電負度」來判斷酸性的直覺偏誤。
π 回饋鍵與軌域重疊
雖然從電負度來看，氟原子最強，理論上會讓硼更缺電子，但實際上決定酸性強弱的關鍵在於 $p_\pi-p_\pi$ 回饋鍵（back-bonding）。在 $BF_3$ 中，氟的 $2p$ 軌域與硼的空 $2p$ 軌域大小匹配，能有效地將孤對電子填回硼的空軌域，使硼的缺電子性大大降低。反之，當我們看到 $BCl_3$ 與 $BBr_3$ 時，氯的 $3p$ 與溴的 $4p$ 軌域因為體積過大且能量不匹配，與硼的 $2p$ 軌域重疊效果極差，難以進行回饋。因此，硼在 $BBr_3$ 中反而維持了最高程度的缺電子狀態，展現出最強的路易斯酸性（Lewis acidity）。
▼ 還有更多解析內容