Approfondiamo le ragioni alla base di questo angolo di legame:
1. Teoria VSEPR:
Il trifluoruro di azoto è una molecola piramidale trigonale. Secondo la teoria della repulsione delle coppie di elettroni del guscio di valenza (VSEPR), i tre atomi di fluoro e una coppia solitaria di elettroni attorno all'atomo di azoto si dispongono in modo da ridurre al minimo la repulsione tra queste coppie di elettroni.
2. Ibridazione:
L'atomo di azoto in NF3 subisce l'ibridazione sp3. Ciò significa che un orbitale s e tre orbitali p dell'azoto si ibridano per formare quattro orbitali ibridi sp3 equivalenti. Questi orbitali ibridi hanno una disposizione tetraedrica attorno all'atomo di azoto.
3. Repulsione delle coppie solitarie:
Nel caso di NF3, ci sono tre coppie di elettroni di legame e una coppia di elettroni solitari sull'atomo di azoto. La coppia solitaria occupa uno degli orbitali ibridi sp3, mentre i tre atomi di fluoro occupano gli altri tre orbitali ibridi sp3. La coppia solitaria di elettroni occupa più spazio a causa della sua densità elettronica rispetto alle coppie di legame.
4. Determinazione dell'angolo di legame:
L'angolo di legame è determinato dalla repulsione tra le coppie di elettroni negli orbitali ibridi sp3. Le repulsioni della coppia solitaria-coppia solitaria e della coppia solitaria-coppia di legame sono più forti rispetto alla repulsione della coppia di legame-coppia di legame. Di conseguenza, i tre atomi di fluoro vengono spinti più vicini insieme, facendo diminuire l’angolo di legame rispetto all’angolo tetraedrico ideale di 109,5 gradi.
Pertanto, l'angolo di legame nel trifluoruro di azoto (NF3) è di circa 102,4 gradi a causa della geometria tetraedrica della coppia di elettroni e dell'influenza della repulsione delle coppie solitarie.
