Vastaa
Hyvä kysymys! Kiinteän aineen vetysidos näyttää olevan ainakin osittain vastuussa tasomaisesta (sp2) rakenteesta. (”Kiteinen boorihappo koostuu B (OH) 3-molekyylikerroksista, joita pitävät yhdessä vetysidokset, joiden pituus on 272 pm.” https://en.wikipedia.org/wiki/Boric_acid ) Jos boorin tyhjä kiertorata (joka on osittain täytetty hapettimien luovuttamana) olisi riittävän aktiivinen muodostaakseen yhteyden neljänteen happeen, boorin hybridisaatiosta tulisi sp3.
Boorihappo veden voidaan odottaa ionisoituvan protoniksi ja B (OH) 4-, joka on sp3-hybridisoitunut. Boorihappo on kuitenkin hyvin heikko happo, joten boraatti-ioneja ei muodostu paljon vesiliuokseen (pKa: 9,24, 12,4, 13,3 kolmelle OH-ryhmälle – viite on sama Wikipedia-artikkeli). Vedessä olevalla boorihapolla on luultavasti samanlainen rakenne kuin kiinteällä aineella; vetysidos on juuri siirtynyt muista boorihappo-OH-ryhmistä HOH-vesiryhmiin – lukuun ottamatta vain muutamia ionisoituneita molekyylejä.
Kiinteässä H3BO3: ssa ja vesiliuoksessa vetysidos on käytännössä kaikki mitä on ; mutta jos nostat pH-arvon arvoon 11 tai 12, saat hydroksidi-ioneja ja sp3-hybridisaation, koska ylimääräinen negatiivinen varaus OH-: ssa tekee siitä paremman luovuttajan tyhjään boorip-orbitaaliin.