为什么BF3中的B-F键长比BF4-中的B-F键长短呢?

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在BF3中,B的三个价电子分别与F形成三个s键,B的空的p轨道与三个F的三个p轨道形成大pai键,其中共有6个电子,即P46,因此BF3中B-F键的键级大于1,即1s+1/3P46.BF3中的 B-F键长为131pm.
在BF4-结构中,B采用sp3杂化轨道,B的三个价电子与一个外来电子填充四个杂化轨道,然后与F形成四个s键,分子空间构型为正四面体结构,不能形成大pai键,故B-F键的键级为1.因此BF4-中的B-F键长应大于BF3中B-F键长.实际上,在BF4-结构中,F-B-F键角为109.5°,B-F键键长为138pm.
如果BF3与NH3或O(C2H5)2形成加合物,B的杂化方式将有原来的sp2杂化变成sp3杂化,P46键被破坏,因此在这两个加合物中B-F键比BF3中的B-F键更长.实验发现在H3N-BF3加合物中的B-F键长为138pm,同BF4-中B-F键键长相当.

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