Warum ist BCl3 eine Lewis-Säure?

Antworten:

Bortrichlorid $"BCl"_3$ kann aufgrund seiner elektronenarmen Natur Elektronenpaare von elektronenreichen Spezies, z. B. Ammoniak, aufnehmen.

Erläuterung:

Die Lewis-Säure-Base-Theorie definiert Säuren als Spezies, die Elektronenpaare aufnehmen.

Das zentrale Boratom in Bortrichlorid $"BCl"_3$ ist elektronenarm, wodurch das Molekül zusätzliche Elektronenpaare aufnehmen und als Lewis-Säure wirken kann.

Jedes Boratom bildet mit allen seinen Chloratomen drei Einfachbindungen Valenzelektronen, so dass es gibt $2*3=6$ Valenzelektronen verfügbar für das Boratom in a $"BCl"_3$ Molekül.

Als eine Periode $2$ Element, fordert Bor insgesamt $8$ Elektronen in seiner Valenzschale, um ein Oktett zu erhalten; daher Boratom in $"BCl"_3$ Moleküle haben einen Elektronenmangel und wären bereit, zusätzliche Elektronen aufzunehmen, um ein Oktett zu bilden.

Die Reaktion zwischen Bortrichlorid $"BCl"_3$ und Ammoniak $"NH"_3$ - in dem das zentrale Stickstoffatom ein einzelnes Elektronenpaar trägt - ist ein Beispiel, in dem $"BCl"_3$ wirkt als Lewis-Säure, obwohl sie keine Wasserstoffatome besitzt. [1]

NH3-BCl3-Addukt-Bindungsverlängerung-2D.png, Wikimedia Commons

Wie auf dem Diagramm zu sehen, ist die $"BCl"_3$ Molekül nimmt ein einzelnes Elektronenpaar von einem Ammoniakmolekül auf. Bei dieser Reaktion gibt Ammoniak Elektronen ab und ist daher eine Lewis-Base, wohingegen $"BCl"_3$ Akzeptiert Elektronen und wirkt als Lewis-Säure.

Referenz
[1] "Bortrichlorid", die englische Wikipedia,
https://en.wikipedia.org/wiki/Boron_trichloride