¿Qué es la hibridación de los átomos terminales de flúor en moléculas como el trifluoruro de boro?

Question

¿Qué es la hibridación de $\ce{F}$ en $\ce{BF3}$ o $\ce{CH3F}$ o $\ce{PF5}$ o $\ce{SF6}$ ? En mi libro se dice que los orbitales p del flúor se superponen, pero creo que sp 3 la hibridación se produce en $\ce{F}$ , por lo que su sp 3 El orbital híbrido se solapa con el orbital p vacío del boro.

Según La respuesta de Ron todos los átomos con orbitales p o d pueden hibridarse.

Answer 1

TL;DR: Como regla general, los átomos terminales (pesados) casi siempre se describen mejor si tienen orbitales híbridos sp (como máximo).

Para más información sobre esto, le remito a mi respuesta sobre ¿Cuál es la hibridación del cloro en el cloruro de vinilo?

Aquí están las visualizaciones pertinentes para $\ce{BF3}$ en el nivel teórico DF=BP86/def2-SVP. Primero empezaré con los orbitales canónicos obtenidos desde el punto de vista de los orbitales moleculares. La molécula tiene $D_\mathrm{3h}$ simetría, por lo que algunos orbitales están degenerados.

Con las transformaciones adecuadas, podemos interpretar estos orbitales de forma localizada, lo que nos dará orbitales híbridos. En esta vista, los orbitales de enlace σ y los pares solitarios están triplemente degenerados. Nótese que hay una cantidad significativa de deslocalización de los pares solitarios del flúor en el orbital p vacío del boro.

Aquí está la sección representativa del análisis orbital del enlace natural:

     (Occupancy)   Bond orbital / Coefficients / Hybrids
 ------------------ Lewis ------------------------------------------------------
(core and symmetry equivalent orbitals skipped)
   5. (1.99345) LP ( 1) F  2            s( 63.79%)p 0.57( 36.19%)d 0.00(  0.01%)
   6. (1.94124) LP ( 2) F  2            s(  0.00%)p 1.00( 99.95%)d 0.00(  0.05%)
   7. (1.86896) LP ( 3) F  2            s(  0.00%)p 1.00( 99.94%)d 0.00(  0.06%)
  14. (1.99778) BD ( 1) B  1- F  2
               ( 17.29%)   0.4158\* B  1 s( 33.25%)p 1.98( 65.98%)d 0.02(  0.76%)
               ( 82.71%)   0.9094\* F  2 s( 36.24%)p 1.76( 63.62%)d 0.00(  0.14%)
 ---------------- non-Lewis ----------------------------------------------------
  17. (0.38551) LV ( 1) B  1            s(  0.00%)p 1.00(100.00%)d 0.00(  0.00%)
  18. (0.05374) BD\*( 1) B  1- F  2
               ( 82.71%)   0.9094\* B  1 s( 33.25%)p 1.98( 65.98%)d 0.02(  0.76%)
               ( 17.29%)  -0.4158\* F  2 s( 36.24%)p 1.76( 63.62%)d 0.00(  0.14%)

Aquí puedes ver claramente los dos orbitales sp aproximados y los restantes orbitales de par solitario p.

Lo anterior sigue siendo cierto para (casi) todos los átomos terminales, debido a la simetría lineal local (sólo una pareja de enlace, campo externo insignificante), aunque con menor extensión para los átomos más pesados (como el bromo). Esto se debe a que la hibridación en general se convierte en una descripción menos fiable debido al aumento de la brecha s-p.