Il semble y avoir un peu de confusion entre la longueur de liaison et l'angle de liaison ici. Il est vrai que la théorie VSEPR prédit que la liaison de paires d'électrons (et de paires isolées, d'ailleurs) se repoussera autant que possible, augmentant ainsi les angles de liaison, mais cela n'a pas grand-chose à voir avec la longueur de la liaison.

Une façon d'expliquer les différentes longueurs de liaison dans $ \ ce {BF_3} $ et $ \ ce {BF_4 ^ -} $ est de regarder le diagramme orbital moléculaire de $ \ ce {BF_3} $:

Le diagramme lié n'est pas génial car il ne montre pas les orbitales remplies: les orbitales $ 1a_2 '$ $ 1e' '$ et $ 4e' $ sont toutes remplies, ce qui rend le la plus basse orbitale inoccupée (LUMO) le $ 2a_2 '' $ Si vous ne vous êtes pas concentré sur des diagrammes orbitaux moléculaires de cette complexité, ne vous en faites pas. En bout de ligne, l'orbitale $ 2a_2 '' $ a des interactions antibodage avec les orbitales $ 2p_z $ du bore et les orbitales $ 2p_z $ des fluorines environnantes. Ainsi, l'ajout d'électrons à cette orbitale rend les liaisons $ \ ce {B-F} $ plus faibles, et donc plus longues.

$ \ ce {B} $ dans $ \ ce {BF3} $ est $ sp ^ 2 $ hybridé (puisque la géométrie moléculaire est planaire trigonale), et donc l'orbite $ p $ non hybridée dans $ \ ce {B} $ peut chevaucher les orbitales $ p $ dans $ \ ce {F} $. Vous pouvez dessiner des structures de résonance, et du point de vue de la théorie des liaisons de valence, l'ordre des liaisons de $ \ ce {BF} $ dans $ \ ce {BF3} $ sera d'environ 1,33 en raison du caractère de liaison partielle $ \ pi $ dans $ \ ce {BF} $ bond in $ \ ce {BF3} $.

Pour $ \ ce {BF4 -} $, le $ \ ce {B} $ est $ sp ^ 3 $ hybridé et donc Le chevauchement orbitaire n'est pas possible. Par conséquent, la liaison $ \ ce {B-F} $ est simplement une liaison classique à 2 électrons à 2 centrés avec ordre de liaison 1. En comparant les ordres de liaison, il devient clair que $ \ ce {BF4} $ a une liaison plus longue.

Si vous le souhaitez, vous pouvez dessiner un diagramme MO simplifié montrant la stabilisation due au chevauchement des orbitales $ \ ce {B} $ $ 2p $ et $ \ ce {F} $ $ 2p $, mais l'argument de la théorie du lien de valence suffit.

Pouvons-nous expliquer cela sur la base de la densité de charge?

Comme, dans $ \ ce {BF3} $, le nombre de $ \ ce {e -} $ autour de $ \ ce {B} $ est de 6 tandis que dans $ \ ce {BF4 -} $ il sont plus de nombre de $ \ ce {e -} $ autour de $ \ ce {B} $.

Puisque nous savons que $ \ ce {B} $ a une petite taille atomique, plus de nombre de $ \ ce {e -} $ signifie une charge nucléaire effective réduite sur la valence $ \ ce {e-} $, en raison de laquelle la longueur de l'obligation augmente.

Ainsi, $ \ ce {BF4 -} $ a une longueur de liaison plus longue que celle de $ \ ce {BF3} $.

Dans $ \ ce {BF3} $ , il y a un backbonding de $ \ ce {F}, $ span > qui augmente le caractère de double liaison de la liaison $ \ ce {BF} $ . Il n'y a pas de backbonding dans $ \ ce {BF4 -}. $ Cela entraîne une longueur de liaison plus courte dans $ \ ce {BF3} $ par rapport à $ \ ce {BF4 -}. $