Selecione o composto com a característica desejada e justifique sua escolha:
Ácido de Lewis mais forte:
\mathrm{BF}_{3} e \mathrm{BBr}_{3}

Passo 1

O enunciado pede que eu escolha, entre \mathrm{BF}_3 e \mathrm{BBr}_3, qual é o ácido de Lewis mais forte e que eu justifique a escolha.
Informações fornecidas: os dois compostos a comparar são \mathrm{BF}_3 e \mathrm{BBr}_3. A tarefa é uma escolha com justificativa.

Passo 2

O que é um ácido de Lewis (aula rápida e prática): um ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de elétrons de outra espécie (a base de Lewis). No caso dos trihaletos de boro, o boro tem três ligações e fica com um octeto incompleto, possuindo um orbital p vazio que pode aceitar um par de elétrons. Por isso \mathrm{B}X_3 (com X halogênio) é potencialmente ácido de Lewis: ele pode formar um aduto \mathrm{B}X_3\!:\!L ao aceitar o par de elétrons de uma base L.
Quais fatores determinam a força de um ácido de Lewis em trihaletos de boro (lista e explicação simples):
  • Efeito indutivo (eletronegatividade): um halogênio mais eletronegativo puxa elétrons da ligação \mathrm{B}-X, deixando o boro mais positivo e, a priori, mais apto a aceitar um par de elétrons.
  • Retrodoação pπ–pπ (backbonding): os pares não ligantes nos halogênios podem doar densidade para o orbital p vazio do boro através de sobreposição p–p; isso reduz a deficiência eletrônica em boro e enfraquece a acidez de Lewis. A eficácia dessa retrodoação depende do bom casamento de tamanho e energia entre os orbitais p dos átomos envolvidos.
  • Polarizabilidade / difusividade dos orbitais: halogênios maiores têm orbitais mais difusos (p orbitais maiores) que fazem sobreposição ruim com o orbital 2p do boro, reduzindo a retrodoação.
  • Estereoquímica e impedimento estérico: aqui é secundário porque ambos são planar-trigonal e relativamente pequenos; não é o fator determinante para BF _3 vs BBr _3.

Passo 3

Aplicando o efeito indutivo: o flúor é muito eletronegativo, mais que o bromo. Assim, pela lógica indutiva simples, \mathrm{F} puxaria mais densidade eletrônica de \mathrm{B} do que \mathrm{Br}, o que tenderia a tornar \mathrm{BF}_3 um ácido de Lewis mais forte que \mathrm{BBr}_3 se esse fosse o único efeito relevante.
Aplicando o conceito de retrodoação pπ–pπ (o fator decisivo aqui):
  • Em \mathrm{BF}_3 os orbitais envolvidos são sobretudo orbitais 2p do boro e 2p do flúor. Esses orbitais têm tamanhos e energias compatíveis, permitindo boa sobreposição. Os pares não ligantes do flúor podem, portanto, doar parcialmente densidade para o orbital p vazio do boro (pπ–pπ backbonding). Essa doação reduz a deficiência eletrônica do boro e diminui a tendência de \mathrm{BF}_3 em aceitar mais elétrons — ou seja, reduz a acidez de Lewis efetiva de \mathrm{BF}_3.
  • Em \mathrm{BBr}_3 o halogênio é bromo, cujo orbital não ligante é majoritariamente 4p. A sobreposição entre 4p do bromo e 2p do boro é ruim (diferença de tamanho e energia), então a retrodoação é pouco eficaz. Logo, o boro em \mathrm{BBr}_3 permanece mais deficiente em elétrons do que em \mathrm{BF}_3, tornando \mathrm{BBr}_3 mais apto a aceitar um par de elétrons — isto é, um ácido de Lewis mais forte.

Passo 4

Comparando os dois efeitos (indutivo vs retrodoação): embora o efeito indutivo tenda a aumentar a acidez ao subir a eletronegatividade do substituinte (favorável a \mathrm{BF}_3), o efeito de retrodoação pπ–pπ é mais forte aqui e domina a avaliação. A retrodoação em \mathrm{BF}_3 reduz consideravelmente a acididade relativa do boro. Por isso o balanço final favorece o halogênio mais pesado (menos capacidade de retrodoação) como deixando o boro mais ácido.
Resumo prático e resultado observado experimentalmente: na série dos trihaletos de boro observa‑se que a acidez de Lewis cresce descendo o grupo:
\mathrm{BF}_3 < \mathrm{BCl}_3 < \mathrm{BBr}_3 < \mathrm{BI}_3.
Isto é consistente com a ideia de que a retrodoação pπ–pπ é mais eficaz para halogênios de 2p (F) e vai diminuindo para halogênios com orbitais 3p,4p,\dots (Cl, Br, I), de modo que \mathrm{BBr}_3 é um ácido de Lewis mais forte que \mathrm{BF}_3. Um modo de ver isso na prática é a facilidade relativa de formação de adutos com bases como \mathrm{NH}_3: \mathrm{BBr}_3 forma adutos mais fortemente ligados que \mathrm{BF}_3.
Conclusão didática e encorajamento: portanto, apesar da primeira intuição (eletronegatividade do F) sugerir o contrário, a explicação orbital (retrodoação pπ–pπ) é a que manda aqui. Não se assuste se na prova a justificativa for justamente mencionar essa retrodoação e o casamento de orbitais — é o argumento-coringa para essa pergunta. Você já pode responder com segurança.

Resposta

\mathrm{BBr}_3

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