Examinons plus en détail les raisons qui sous-tendent cet angle de liaison :
1. Théorie VSEPR :
Le trifluorure d'azote est une molécule pyramidale trigonale. Selon la théorie de la répulsion des paires d'électrons en coque de Valence (VSEPR), les trois atomes de fluor et un doublet libre d'électrons autour de l'atome d'azote s'organisent de manière à minimiser la répulsion entre ces paires d'électrons.
2. Hybridation :
L'atome d'azote de NF3 subit une hybridation sp3. Cela signifie que son orbitale et trois orbitales p d’azote s’hybrident pour former quatre orbitales hybrides sp3 équivalentes. Ces orbitales hybrides ont un arrangement tétraédrique autour de l’atome d’azote.
3. Répulsion des paires isolées :
Dans le cas de NF3, il y a trois paires d’électrons de liaison et une paire d’électrons libres sur l’atome d’azote. La paire isolée occupe l’une des orbitales hybrides sp3, tandis que les trois atomes de fluor occupent les trois autres orbitales hybrides sp3. La paire isolée d’électrons occupe plus de place en raison de sa densité électronique que les paires de liaison.
4. Détermination de l’angle de liaison :
L'angle de liaison est déterminé par la répulsion entre les paires d'électrons dans les orbitales hybrides sp3. Les répulsions paire isolée-paire isolée et paire isolée-paire de liaison sont plus fortes que la répulsion paire de liaison-paire de liaison. En conséquence, les trois atomes de fluor sont rapprochés, ce qui entraîne une diminution de l’angle de liaison par rapport à l’angle tétraédrique idéal de 109,5 degrés.
Par conséquent, l’angle de liaison dans le trifluorure d’azote (NF3) est d’environ 102,4 degrés en raison de la géométrie des paires électroniques tétraédriques et de l’influence de la répulsion des paires isolées.
