三氟化硼 是化学式为BF3 的无机化合物 ，室温下为无色气体，在潮湿空气中发烟。它是很常用的路易斯酸 ，也常用于制取其它硼 化合物。
结构和成键 与铝三卤化物不同的是，硼的三卤化物都是单体。但快速的卤素交换反应表明它们也可以发生可逆的二聚反应：
BF3 + BCl3 → BF2 Cl + BCl2 F 但混合卤化物难以分离出纯净物。
BF3 中，硼原子为sp2 杂化，分子为平面三角形结构 ，D3h 对称群 ，与价层电子对互斥理论 的预测相吻合。尽管B-F键是极性共价键，但其分子对称性抵消了偶极矩，使得偶极矩为0。它与碳酸根 离子（CO3 2− ）是等电子体 ，但不同的是，BF3 是缺电子化合物 ，与路易斯碱 反应放热。
BF3 中的B-F键长（1.30 Å）比预测的单键键长要短，[2] 大π键 的缘故。由于三氟化硼是平面结构，因此硼的空p轨道可与三个氟原子的满p轨道共轭，发生电子离域，从而键长变短。[2]
合成 BF3 可以由三氧化二硼 或硼酸盐 与氟化氢 反应制备：
B2 O3 + 6 HF → 2 BF3 + 3 H2 O BO3 3- + 3 HF → BF3 + 3 OH- 反应物氟化氢可直接由硫酸和萤石 （CaF2 ）反应获得。[3]
但以上方法产率很低，现在基本上是通过以下两步反应来制取：
Na2 B4 O7 + 12HF → Na2 O(BF3 )4 + 6H2 ONa2 O(BF3 )4 + 2H2 SO4 → 4BF3 + 2NaHSO4 + H2 O 实验室中，BF3 可由氟硼酸重氮盐分解制得：[4]
C6 H5 N2 BF4 → C6 H5 F + BF3 + N2
路易斯酸性 三氟化硼是很常用的路易斯酸，可与氟化物 和醚 之类的路易斯碱 形成加合物：
CsF + BF3 → CsBF4 O(C2 H5 )2 + BF3 → BF3 O(C2 H5 )2 氟硼酸根 离子是非配位阴离子 ，且实验室中常以液态的三氟化硼乙醚合物作为BF3 的来源。
路易斯酸性相比 前三个三卤化硼（BX3 ，X = F、Cl、Br）都可与常见路易斯碱形成加合物，根据反应放热程度可大概推知它们路易斯酸性的强弱。结果为：
BF3 < BCl3 < BBr3 （最强） 这个顺序表明了三卤化硼从平面大π键 变为四面体结构的难易程度，[5] 3 最易，而BF3 最难。
但其中的大π键强度并不容易衡量。[2] z 轨道中的孤对电子很容易与硼的空Pz 轨道重叠。也因此BF3 中的反馈作用比BI3 更强。另一个解释认为，BF3 路易斯酸性较弱是因为加合物中F3 B-L键能低。[6] [7]
水解 三氟化硼与水反应生成硼酸 和氟硼酸 。反应一开始生成与水的加合物 H2 O-BF3 ，然后失HF：
4 BF3 + 3 H2 O → 3 HBF4 + H3 BO3 其它的三卤化硼不发生类似的反应，很可能是由于四面体型离子BX4 − （X = Cl、Br）不稳定。
由于氟硼酸酸性很强，常用氟硼酸根离子来分离一些用其他方法难以分离的亲电性阳离子，尤其是重氮 根离子。
有机合成中的应用 三氟化硼是有机合成 中常用的路易斯酸，其机理可能是因为生成了离子型中间产物。[8]
RX + BF3 ⇌ R+ + BF3 X− R+ + C6 H6 ⇌ C6 H5 R + H+ RCOOCH3 + BF3 → RCOOCH3 ·BF3 RCOOCH3 ·BF3 ⇌ RCO+ + CH3 OBF3 − RCO+ + C6 H6 → C6 H5 COR + H+ H+ + CH3 OBF3 − ⇌ CH3 OH·BF3 ROH + BF3 → ROH·BF3 ⇌ H+ + ROBF3 − H+ + ROH ⇌ ROH2 + ROH2 + + BF3 ⇌ R+ + H2 O·BF3 R+ + ROH → R2 O + H+ H+ + RCOOH ⇌ RCOOH2 + RCOOH2 + + BF3 ⇌ RCO+ + H2 O RCO+ + R'OH → RCOOR' + H+ HONO2 + BF3 ⇌ NO2 + + HOBF3 − HOSO3 H + BF3 ⇌ SO3 H+ + HOBF3 − NO2 + + C6 H6 → C6 H5 NO2 + H+ SO3 H+ + C6 H6 → C6 H5 SO3 H + H+ 实际情况中，很有可能以上的离子型中间体以离子对 或络合物的形式出现。
使用 三氟化硼具有腐蚀性，可以用含不锈钢 、蒙乃尔合金和哈斯特合金的金属材料来处理。但在水存在时，它会腐蚀包括不锈钢在内的钢铁。
用途
参见
参考资料 ^ Prudent Practices in the Laboratory. nap.edu. 16 August 1995 [7 May 2018] . ISBN 978-0-309-05229-0doi:10.17226/4911 . （原始内容于14 December 2014）. ^ 2.0 2.1 2.2 Greenwood, N. N.; A. Earnshaw (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4 . ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5 . ^ Flood, D. T.. "Fluorobenzene （页面存档备份，存于互联网档案馆 ）". Org. Synth. ; Coll. Vol. 2 : 295. ^ Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th Edn.) New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-19957-5 . ^ Group V Chalcogenide Complexes of Boron Trihalides Boorman, P. M.; Potts, D. Canadian. Journal of Chemistry (Rev. can. chim.) volume 52, (1974) pp 2016-2020^ T. Brinck, J. S. Murray and P. Politzer. A computational analysis of the bonding in boron trifluoride and boron trichloride and their complexes with ammonia. Inorg. Chem. 1993, 32 (12): 2622–2625. doi:10.1021/ic00064a008 . ^ 张青莲等。《无机化学丛书》第二卷。北京：科学出版社。 ^ Boron trifluoride. Gas Encyclopedia. Air Liquide. [2008-04-23 ] . （原始内容于2006-12-06）.
外部链接 三氟化硼毒性（页面存档备份，存于互联网档案馆 ）（英文） （英文） （英文） （英文）
三氟化硼, 是化学式为bf3的无机化合物, 室温下为无色气体, 在潮湿空气中发烟, 它是很常用的路易斯酸, 也常用于制取其它硼化合物, 识别cas号, 7637, 13319, 二水, pubchem, 6356chemspider, 6116smiles, fun编号, compressed, 1008, boron, trifluoride, dihydrate, 2851, einecs, 5chebi, 33093rtecs, ed2275000性质化学式, bf3摩尔质量, 8062, 密度, 103熔点. 三氟化硼是化学式为BF3的无机化合物 室温下为无色气体 在潮湿空气中发烟 它是很常用的路易斯酸 也常用于制取其它硼化合物 三氟化硼识别CAS号 7637 07 2 13319 75 0 二水 PubChem 6356ChemSpider 6116SMILES FB F FUN编号 Compressed 1008 Boron trifluoride dihydrate 2851 EINECS 231 569 5ChEBI 33093RTECS ED2275000性质化学式 BF3摩尔质量 67 8062 g mol 密度 2 178 103熔点 126 C沸点 100 3 C溶解性 水 无水物剧烈分解 1 二水物极易溶溶解性 可溶于苯 甲苯 己烷 氯仿和二氯甲烷危险性欧盟危险性符号剧毒 T 腐蚀性 C警示术语 R R14 R26 R35安全术语 S S1 2 S9 S26 S28 S36 37 39 S45NFPA 704 0 4 1 W闪点 非易燃若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 目录 1 结构和成键 2 合成 3 路易斯酸性 3 1 路易斯酸性相比 3 2 水解 3 3 有机合成中的应用 4 使用 5 用途 6 参见 7 参考资料 8 外部链接结构和成键 编辑与铝三卤化物不同的是 硼的三卤化物都是单体 但快速的卤素交换反应表明它们也可以发生可逆的二聚反应 BF3 BCl3 BF2Cl BCl2F但混合卤化物难以分离出纯净物 BF3中 硼原子为sp2杂化 分子为平面三角形结构 D3h对称群 与价层电子对互斥理论的预测相吻合 尽管B F键是极性共价键 但其分子对称性抵消了偶极矩 使得偶极矩为0 它与碳酸根离子 CO32 是等电子体 但不同的是 BF3是缺电子化合物 与路易斯碱反应放热 BF3中的B F键长 1 30 A 比预测的单键键长要短 2 可能是由于存在大p键的缘故 由于三氟化硼是平面结构 因此硼的空p轨道可与三个氟原子的满p轨道共轭 发生电子离域 从而键长变短 2 合成 编辑BF3可以由三氧化二硼或硼酸盐与氟化氢反应制备 B2O3 6 HF 2 BF3 3 H2O BO33 3 HF BF3 3 OH 反应物氟化氢可直接由硫酸和萤石 CaF2 反应获得 3 但以上方法产率很低 现在基本上是通过以下两步反应来制取 Na2B4O7 12HF Na2O BF3 4 6H2O Na2O BF3 4 2H2SO4 4BF3 2NaHSO4 H2O实验室中 BF3可由氟硼酸重氮盐分解制得 4 C6H5N2BF4 C6H5F BF3 N2路易斯酸性 编辑三氟化硼是很常用的路易斯酸 可与氟化物和醚之类的路易斯碱形成加合物 CsF BF3 CsBF4 O C2H5 2 BF3 BF3O C2H5 2氟硼酸根离子是非配位阴离子 且实验室中常以液态的三氟化硼乙醚合物作为BF3的来源 路易斯酸性相比 编辑 前三个三卤化硼 BX3 X F Cl Br 都可与常见路易斯碱形成加合物 根据反应放热程度可大概推知它们路易斯酸性的强弱 结果为 BF3 lt BCl3 lt BBr3 最强 这个顺序表明了三卤化硼从平面大p键变为四面体结构的难易程度 5 即BBr3最易 而BF3最难 但其中的大p键强度并不容易衡量 2 有一个解释是 氟原子最小 因此Pz轨道中的孤对电子很容易与硼的空Pz轨道重叠 也因此BF3中的反馈作用比BI3更强 另一个解释认为 BF3路易斯酸性较弱是因为加合物中F3B L键能低 6 7 水解 编辑 三氟化硼与水反应生成硼酸和氟硼酸 反应一开始生成与水的加合物H2O BF3 然后失HF 4 BF3 3 H2O 3 HBF4 H3BO3其它的三卤化硼不发生类似的反应 很可能是由于四面体型离子BX4 X Cl Br 不稳定 由于氟硼酸酸性很强 常用氟硼酸根离子来分离一些用其他方法难以分离的亲电性阳离子 尤其是重氮根离子 有机合成中的应用 编辑 三氟化硼是有机合成中常用的路易斯酸 其机理可能是因为生成了离子型中间产物 8 在傅 克烷基化反应中 RX BF3 R BF3X R C6H6 C6H5R H 在傅 克酰基化反应中 RCOOCH3 BF3 RCOOCH3 BF3 RCOOCH3 BF3 RCO CH3OBF3 RCO C6H6 C6H5COR H H CH3OBF3 CH3OH BF3醇失水成醚时 ROH BF3 ROH BF3 H ROBF3 H ROH ROH2 ROH2 BF3 R H2O BF3 R ROH R2O H 酯化反应中 H RCOOH RCOOH2 RCOOH2 BF3 RCO H2O RCO R OH RCOOR H 在芳烃硝化和磺化反应中 HONO2 BF3 NO2 HOBF3 HOSO3H BF3 SO3H HOBF3 NO2 C6H6 C6H5NO2 H SO3H C6H6 C6H5SO3H H 实际情况中 很有可能以上的离子型中间体以离子对或络合物的形式出现 使用 编辑三氟化硼具有腐蚀性 可以用含不锈钢 蒙乃尔合金和哈斯特合金的金属材料来处理 但在水存在时 它会腐蚀包括不锈钢在内的钢铁 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对BF3呈相对化学惰性 仪器中的油脂应当是以氟代烃作为材料的 因为三氟化硼会与烃类反应 9 用途 编辑离子注入中用于掺杂衬底 外延生长硅晶体的p型掺杂剂 引发不饱和化合物的聚合反应 例如聚醚类 某些异构化反应 烷基化反应 酯化反应 缩合反应 Mukaiyama羟醛反应及其他反应中的催化剂 用于中子检测仪中参见 编辑三氟化硼 乙醚络合物参考资料 编辑 Prudent Practices in the Laboratory nap edu 16 August 1995 7 May 2018 ISBN 978 0 309 05229 0 doi 10 17226 4911 原始内容存档于14 December 2014 2 0 2 1 2 2 Greenwood N N A Earnshaw 1997 Chemistry of the Elements 2nd Edition Oxford Butterworth Heinemann ISBN 0 7506 3365 4 Holleman A F Wiberg E Inorganic Chemistry Academic Press San Diego 2001 ISBN 0 12 352651 5 Flood D T Fluorobenzene 页面存档备份 存于互联网档案馆 Org Synth Coll Vol 2 295 Cotton F A Wilkinson G Murillo C A Bochmann M 1999 Advanced Inorganic Chemistry 6th Edn New York Wiley Interscience ISBN 0 471 19957 5 Group V Chalcogenide Complexes of Boron Trihalides Boorman P M Potts D Canadian Journal of Chemistry Rev can chim volume 52 1974 pp 2016 2020 T Brinck J S Murray and P Politzer A computational analysis of the bonding in boron trifluoride and boron trichloride and their complexes with ammonia Inorg Chem 1993 32 12 2622 2625 doi 10 1021 ic00064a008 张青莲等 无机化学丛书 第二卷 北京 科学出版社 Boron trifluoride Gas Encyclopedia Air Liquide 2008 04 23 原始内容存档于2006 12 06 外部链接 编辑三氟化硼毒性 页面存档备份 存于互联网档案馆 英文 国际化学品安全卡 英文 硼及其化合物 英文 氟化物 英文 取自 https zh wikipedia org w index php title 三氟化硼 amp oldid 73359514, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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