BF3是极性还是非极性?

BF3，也被称为三氟化硼，是一种无机化合物，是一种无色气体，有刺激性气味。

学生们经常对BF3(三氟化硼)的极性或无极性感到困惑，因为与硼原子相比，氟原子具有非常高的电负性值。

那么，BF3是极性的还是非极性的?BF3(三氟化硼)由于其高度对称的形状而是非极性的。它有一个三角平面几何，抵消了三个BF键的偶极矩，使化合物的合成偶极矩等于0(零)。

让我们试着去了解一些细节。为了回答我们的问题，我们将分析有关BF3极性的各种因素。

BF3(三氟化硼)分子结构

BF3(三氟化硼)分子中有1个B原子(硼，原子号:5)和3个F原子(氟，原子号:9)，B(硼)的价电子是3,F(氟)的价电子是7，因此可以画出BF3的Lewis结构如图所示:

我们可以看到，每个F(氟)原子有3个孤电子对，因此分子结构是平衡对称的。

根据VSEPR(价壳电子对斥力)理论，BF3(三氟化硼)分子具有三角形平面几何结构，每个F-B-F键角等于120度，这再次增加了分子的平衡，使其高度对称，如下图所示:

BF3(三氟化硼)的电负性和键极性

在BF3(三氟化硼)分子中有三个B-F键，如上图Lewis图所示。

根据鲍林尺度，B(硼)的电负性为2.04,F(氟)的电负性为3.98(最大值)，这意味着F(氟)将把共享电子拉向自己，从而获得部分负电荷(δ-)，而B(硼)将具有部分正电荷(δ+)。

要确定一个键是否是极性的，我们必须找出共用一个键的两个原子的电负性值之间的差值。

B和F的电负性值之差为1.94(3.98 - 2.04 = 1.94)，大于0.5。

因此，BF3(三氟化硼)分子中的每个B-F键都是极性的。这意味着电子不是由两个原子(B和F)平均共享的，而是它们被拉向F(氟)。

然而，我们必须记住，键的极性不同于整个分子的极性。键的极性并不总是决定整个分子的极性。

BF3(三氟化硼)偶极矩

BF3(三氟化硼)中B-F的三个键是极性的(如上所述)，因此它们具有如下所示的键偶极矩:

但是，正如前面讨论的那样，BF3(三氟化硼)的高度对称结构和几何结构允许键偶极矩被取消，从而得到的分子偶极矩等于0(零)。

因此，使分子BF3(三氟化硼)为非极性。

现在，我们知道BF3(三氟化硼)的无极性是由于其高度对称的三角平面几何结构，正如VSEPR(价壳电子对斥力)理论所预测的那样，而其他分子，如H2O，没有这种结构。

要找出一个给定的分子是极性的还是非极性的，我们还必须了解影响分子极性的因素。下面将详细解释这些因素

分子结构与几何

分子的极性在很大程度上取决于它的结构和几何形状。由于键之间的键角决定了整个分子的合成偶极矩是否等于0(零)。

VSEPR(价壳电子对斥力)理论有助于确定分子的几何形状，从而给出了键角。

分子的路易斯结构使我们对分子中存在的孤对电子有了一个概述。

如果这些孤电子对保持不平衡，即不对称，那么分子就会获得一个极性(就像NH3中氮原子有孤电子对)。

高度对称的分子是非极性的(如BF3)。

要获得更详细的信息，您还必须查看上写的文章BF3 Lewis结构，分子几何和杂交．

电负性

电负性用符号χ(希腊字母Chi)表示。它可以被定义为一种能力或力量，一种元素的原子将一个键的共享电子拉向自己，使共享不平等。

一个原子的电负性越高，它就越倾向于把共用的电子对吸引到自己身上。

它由两个因素决定，第一，原子的原子序数，第二，原子的价电子与其带正电的原子核之间的距离。

莱纳斯·鲍林给出了元素电负性的周期表。据此可知，氟元素的电负性最高，为3.98。

键的极性

要知道一种化合物是极性的还是非极性的，我们首先必须知道极性是什么意思。

当不同元素的原子聚集在一起形成化合物时，它们是通过在原子之间形成键来形成化合物的。在这个键中，电子共享发生，但这种共享在元素之间总是不相等的。

具有较高电负性值的元素将共享电子吸引到自身，从而获得部分负电荷(δ-)，而电负性值较低的元素获得部分正电荷(δ+)。

结果，键内的电荷分离发生，键极性发展。对于极性键，两个原子之间的电负性差应该大于或等于0.5。

然而，单靠键极性并不能使分子具有极性。

偶极矩

当一个键获得极性，即电荷分离发生，然后键偶极矩发展。它是两个原子间化学键极性的量度。

化学家用箭头符号的微小变化表示偶极矩，箭头指向负中心，如下图所示:

δ+———————> δ-

由于偶极矩是一个矢量，即它具有大小和方向，因此，当两个相反的键偶极子由于分子的对称几何而相互抵消时，它也可以为0(零)，就像在BF3中一样。

它的计量单位是德拜单位，用“D”表示。1 D = 3.33564 × 10-30 C.m，其中C为库仑，m为米。为了计算偶极矩，我们必须知道分子的形状和结构。在数学上，键的偶极矩可以用下式计算:

偶极矩(µ)=电荷(Q) *分离距离(r)

一个分子可能所有的键都是极性的，但它也可能是非极性的(如BF3)，这是由于所有键的偶极矩相互抵消，使得合成的偶极矩等于0(零)。

现在，有了清晰的概念，我们可以清楚地理解，尽管存在高电负性元素F(氟)，BF3分子是如何非极性的

BF3的性质

三氟化硼在气态时是有毒的，但由于其高溶解度，很容易溶解在冷水中，并产生具有强腐蚀性的氢氟酸。

它可以腐蚀包括不锈钢在内的金属。它在冷水中的溶解度是106%。
BF3的蒸汽比空气重，BF3容器长时间暴露在高温或火中可能会产生破裂或火箭效应。

尽管它是无色的，但由于H2O分子的存在，它在潮湿的空气中会形成稠密的白色烟雾，然而，它在干燥的空气中是稳定的。

BF3在加热分解时也很危险，因为它会产生有毒和腐蚀性的氟化氢烟雾。

BF3(三氟化硼)也可用于聚合不饱和化合物。

BF3(三氟化硼)用途

BF3(三氟化硼)在各种工业中有许多用途。

它被用作粘合剂和密封剂化学品，吸附剂和吸附剂，燃料和燃料添加剂，氧化剂/还原剂，工业制造，塑料工业，药物生产等的粘合剂。https://www.epa.gov/chemical-data-reporting）

造纸业也使用BF3(三氟化硼)来制造纸浆。
它也被用作发动机、刹车燃料、机油等的润滑剂。除此之外，它还用于制造石油、原油、原油、成品油、燃料油、钻井油等。

BF3(三氟化硼)最重要的用途恰好是在有机合成中作为许多工业生产中有用的反应的催化剂。以下是其中一些例子:

• Friedel-Crafts烷基化反应
• 醚裂解成醇
• 酯化反应
• 芳香族化合物的硝化和磺化作用(来源:Brotherton RJ等;乌尔曼工业化学百科全书第七版(1999-2012)

到目前为止，你必须清楚地理解了分子的极性和非极性背后的概念，包括BF3(三氟化硼)使其无极性的具体原因。

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