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：

但混合卤化物难以分离出纯净物。

BF 3 中，硼原子为 sp 杂化，分子为平面三角形结构，D 3h 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（CO 3 ）是等电子体，但不同的是，BF 3 是缺电子化合物，与路易斯碱反应放热。

BF 3 中的B-F键长（1.30 Å）比预测的单键键长要短， 可能是由于存在大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。

合成

BF 3 可以由三氧化二硼或硼酸盐与氟化氢反应制备：

反应物氟化氢可直接由硫酸和萤石（CaF 2 ）反应获得。

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：

实验室中，BF 3 可由氟硼酸重氮盐分解制得：

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：

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BF 3 的来源。

路易斯酸性相比

前三个三卤化硼（BX 3 ，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：

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， 即BBr 3 最易，而BF 3 最难。

但其中的大π键强度并不容易衡量。 有一个解释是，氟原子最小，因此P z 轨道中的孤对电子很容易与硼的空P z 轨道重叠。也因此BF 3 中的反馈作用比BI 3 更强。另一个解释认为，BF 3 路易斯酸性较弱是因为加合物中F 3 B-L键能低。

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H 2 O-BF 3 ，然后失HF：

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BX 4 （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。

在傅-克烷基化反应中：

在傅-克酰基化反应中：

醇失水成醚时：

酯化反应中：

在芳烃硝化和磺化反应中：

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。

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BF 3 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。

用途

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

三氟化硼-乙醚络合物

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