La dureza y la suavidad de un ácido y una base se pueden explicar en términos de la teoría HSAB (base de ácido blando duro).
De acuerdo con la teoría de HSAB, cuanto más pequeño es el compuesto, más fuerte es el compuesto, los electrones se mantienen más apretados y están más cerca unos de otros en una molécula pequeña.
donde, como BH3 es suave porque es un compuesto más grande donde los electrones están empaquetados de manera suelta, también tienen baja carga y son fácilmente polarizables.
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Nunca he estudiado estos compuestos, pero tengo una suposición educada:
El boro y el hidrógeno tienen electronegatividades similares (alrededor de 2, usando el schale de Pauling), mientras que el flúor tiene el más alto de todos los elementos (4.0 – ¡ dos veces boro!).
En su estado independiente, [math] BF_3 [/ math] será casi como [math] B ^ {3 +} (F ^ {-}) _ 3 [/ math].
En su estado independiente (es decir, con una base de Lewis), esto no cambiará demasiado. Los enlaces [matemáticos B] [/ math] – [math] F [/ math] seguirán siendo bastante iónicos.
Mientras que con [math] B [/ math] – [math] H [/ math], si se agrega electronegatividad adicional (mediante un enlace dativo), se transmitirá más densidad electrónica desde [math] B [/ math] a su “Ligandos” (hidrógenos). Comenzando por ser casi puramente covalentes, los enlaces obtendrán una cantidad decente de polarización.
Hay más movimiento posible en un balancín cuando está cerca de su posición de equilibrio que cuando ya está volcado.
La suavidad se trata de la susceptibilidad al cambio (en la distribución de carga), no de la cantidad de cambio [una mitad se causa] a sí misma.
Hard and Soft Acids and Bases (HSAB) La teoría es un concepto cualitativo introducido por Ralph Pearson para explicar la estabilidad de los complejos de metal y los mecanismos de sus reacciones.
Sin embargo, es posible cuantificar este concepto basándose en el análisis FMO de Klopman utilizando las interacciones entre HOMO y LUMO.
De acuerdo con esta teoría, los ácidos y las bases de Lewis se pueden dividir en tipos de línea dura o suave o borde.
Los ácidos de Lewis duros se caracterizan por tener radios iónicos pequeños, carga positiva alta, solvatos fuertemente solvatados y orbitales vacíos en la capa de valencia y con LUMO de alta energía.
Los ácidos de Lewis blandos se caracterizan por radios iónicos grandes, carga positiva baja, orbitales atómicos completamente llenos y LUMO de baja energía.
Las bases duras de Lewis se caracterizan por pequeños radios iónicos, fuertemente solvatados, altamente electronegativos, débilmente polarizables y con HOMO de alta energía.
Las bases blandas de Lewis se caracterizan por grandes radios iónicos, electronegatividad intermedia, altamente polarizables y con HOMO de baja energía.
La línea fronteriza de ácidos y bases de Lewis tiene propiedades intermedias.
Recuerde que no es necesario que el ácido o la base de Lewis posean todas las propiedades para clasificarse como duras o blandas o limítrofes.
En resumen, los ácidos y bases duros son pequeños y no polarizables, mientras que los ácidos blandos y las bases son más grandes y más polarizables.
Principio HSAB: según el concepto HSAB, los ácidos duros prefieren unirse a las bases duras para dar complejos iónicos, mientras que los ácidos blandos prefieren unirse a bases blandas para dar complejos covalentes.
* Las grandes diferencias de electronegatividad entre ácidos duros y bases duras dan lugar a fuertes interacciones iónicas.
* Las electronegatividades de los ácidos blandos y las bases blandas son casi las mismas y, por lo tanto, tienen menos interacciones iónicas. es decir, las interacciones entre ellos son más covalentes.
* Las interacciones entre ácido duro – base blanda o ácido blando – base dura son principalmente covalentes polares y tienden a ser más reactivas o menos estables. Los compuestos covalentes polares forman fácilmente más compuestos iónicos o más covalentes si se les permite reaccionar.
Según el análisis FMO, las interacciones entre los ácidos y las bases están controladas por las energías relativas de los orbitales moleculares de frontera participantes (FMO), es decir, HOMO y LUMO.
BF3 es más fuerte que BCL3
BCL3 es más fuerte que BBr3
Cosecuencia de la dureza relativa y la suavidad del respectivo halógeno unido.
BBr3 es un ácido de Lewis más suave que BF3.
Debido a los sustituyentes halógeno.
BH3 no tiene halógeno atado, por lo que es un ácido blando.
Debido al enlace de hidrógeno en BH3, becones blando mientras que en BF3 debido a la presencia de enlace posterior pπ-pπ se vuelve más difícil.
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