Die chemische Verbindung PF5 ist auch als Phosphorpentafluorid bekannt. Es ist eines der wichtigsten Phosphorhalogenide. PF5 ist ein farbloses Gas, das in der Natur giftig ist und in der Luft Dämpfe bildet. Es ist sehr gefährlich für die Augen und verursacht auch Krankheit beim Einatmen. In diesem Artikel werden wir die Antwort darauf untersuchen, ob PF5 eine polare oder unpolare Verbindung ist.

Also, ist PF5 polar oder unpolar? Phosphorpentafluorid oder PF5 ist aufgrund seiner symmetrischen Geometrie eine unpolare Verbindung, dh; Trigonal Bipyramidal. Obwohl die PF-Bindung polar ist, da das F-Atom elektronegativer ist als das P-Atom, ist das gesamte PF5-Molekül unpolar, da der Dipol der PF-Bindung durch einander aufgehoben wird, was zu dem Null-Netto-Dipolmoment führt, das es zu einem unpolaren Molekül macht.

Es existiert als Verbindung mit einem irritierenden Geruch und bildet hochgiftige Dämpfe in der Luft. Es reagiert heftig, wenn die Hydrolysereaktion stattfindet.

PF5 reagiert von Natur aus sehr reaktiv auf Wasser und bildet Phosphor- und Flusssäure, Phosphorsäure als Ergebnis einer exothermen Reaktion, die Wärme erzeugt.

Diese PF5-Verbindung kann leicht durch Fluorierung von Phosphorpentachlorid mit Hilfe von Arsentrifluorid erhalten werden.

3PCl5 + 5AsF3 –> 3PF5 + 5AsCl

PF5 kann auch durch Fluorierung von PCl3 mit wasserfreier Flusssäure in Gegenwart von Chlor synthetisiert werden. Dieser Prozess gewährleistet eine hohe PF5-Konversationsrate.

Warum ist PF5 unpolar?

Der Elektronenzug gleicht die Elektronegativität sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Achse des Phosphorpentafluoridmoleküls aus.

Eine der Achsen des PF5-Moleküls fällt linear ab, während die andere eine dreieckige Form bildet, die zu einem No-Net-Dipolmoment führt.

Das Molekül trägt keine Dipolladung, da das Dipolmoment, das von jeder P-F-Bindung erzeugt wird, aufgehoben wird.

Die Molekülgeometrie von Phosphorpentafluorid (PF5) ist trigonal bipyramidal.

PF5 hat symmetrische Ladungsverteilung von Fluoratomen um das Zentralatom Phosphor.

Da die Ladungsverteilung gleich ist und es kein Netto-Dipolmoment gibt, ist dieses Molekül unpolar.

Obwohl die P-F-Bindung aufgrund von Unterschieden in ihrer Elektronegativität polar ist, wird der Dipol der P-F-Bindungen aufgrund der symmetrischen Struktur des gesamten PF5-Moleküls voneinander aufgehoben.

Punkte zur Bestimmung der Polarität von PF5

Im Allgemeinen hat ein unpolares Molekül die Bindungen, die die gleiche Elektronegativität in teilnehmenden Atomen teilen.

Wenn Atome jedoch so angeordnet sind, dass sich die Summe der polaren Bindungen selbst aufhebt, wird auch ein Molekül unpolar.

Hier sind in PF5 die Bindungen symmetrisch, aber aufgrund der Elektronegativität von Fluor, die höher ist als das Phosphoratom, hat das Molekül polare Bindungen, die ihre Vektorsumme aufheben.

Diese Aufhebung ist für die unpolare Natur verantwortlich, da es kein Dipolmoment und kein Elektronenpaar gibt.

Aus diesem Grund bildet PF5 eine trigonale bipyramidale Geometrie, die aus einem Paar äquatorialer und axialer Bindungen besteht.

Da diese horizontalen und vertikalen Bindungen ihre Ladungen aufheben, hat das Molekül keine Nettoladung.

Aufgrund der fehlenden Nettoladung ist das gesamte Molekül unpolar und bildet polare kovalente Bindungen.

Hybridisierung von Phosphorpentafluorid (PF5)

Wenn wir die Lewis-Struktur dieses Moleküls sehen!

In PF5 enthält das Phosphoratom insgesamt 5 Valenzelektronen und Fluor hat 7 Elektronen in seiner äußersten Schale. Jedes Fluoratom teilt sich ein Elektron, um sein Oktett zu vervollständigen.

Die in der dritten Periode vorhandenen Elemente bestehen aus d-Orbitalen zusammen mit s- und p-Orbitalen im Periodensystem.

Es ist bemerkenswert, dass alle Bindungswinkel von 90 Grad und 120 Grad, die in der trigonalen bipyramidalen Geometrie gebildet werden, nicht identisch sind.

Die 5 sp3d-Orbitale von Phosphor überlappen sich also mit den p-Orbitalen von Fluoratomen. Diese p-Orbitale sind einzeln besetzt und bilden zusammen alle 5 P–F-Sigma-Bindungen in PF5.

Daher hat das PF5-Molekül eine sp3d-Hybridisierung und eine trigonale bipyramidale Geometrieform.

Das Dipolmoment von Phosphorpentafluorid

Beide Atome dh; Phosphor und Fluor unterscheiden sich in ihrer Elektronegativität. Die Elektronegativität des Fluoratoms beträgt 3,98 und die des Phosphors 2,19.

Somit ist die P-F-Bindung polar.

Die Polarität der P-F-Bindungen hebt sich aufgrund der trigonalen bipyramidalen Geometrie des Moleküls gegenseitig auf.

Da das Molekül Phosphorpentafluorid (PF5) symmetrisch um das zentrale (P) Atom angeordnet ist, gibt es keine ungleichmäßig verteilte Ladung.

PF5 hat also kein Netto- (d. H. Null-) Dipolmoment.CBr4 (Tetrabromkohlenstoff) ist ebenfalls eine ähnliche Verbindung mit polaren C-Br-Bindungen mit einem gewissen Dipolmomentwert, aber das gesamte Molekül ist aufgrund des Netto-Null-Dipols unpolar.

Lesen Sie den Artikel über die Polarität von CBr4.

Warum ist PF5 auch bei einer ungeraden Anzahl von Vektoren um das Zentralatom unpolar?

Dies liegt an der 3-dimensionalen Anordnung (d. h. Kugel- und Stabdiagramm) von PF5.

Wir wissen, dass F elektronegativer ist als P, daher sind die in PF5 gebildeten Bindungen polar, aber das Molekül insgesamt ist unpolar. Warum?

Aufgrund der Anordnung von F-Atomen in PF5, so dass es eine trigonale bipyramidale Molekülgeometrie bildet, in der Elektronen gleichmäßig geteilt werden.

Somit wird keine Dipolladung erzeugt und somit ist die Verbindung PF5 auch bei einer ungeraden Anzahl von Vektoren unpolar.

Ein solches Element mit einer ungeraden Anzahl von Vektoren um ein Zentralatom ist BCl3, das ebenfalls zur Kategorie der unpolaren Verbindung gehört.

Lesen Sie den Artikel zur Polarität von BCl3.

Unten ist das Bild des PF5-Kugel- und Stockmodells

Warum existiert PF5 als Gas (kovalent), während PCl5 als ionischer Feststoff existiert?

In beiden Molekülen ist Phosphor ein gemeinsames Atom, aber beide Verbindungen unterscheiden sich im Halogen.

Chlor und Fluor haben die gleichen Valenzelektronen, aber die Größe des Fluoratoms ist im Vergleich zu Chlor kleiner.

Infolgedessen ist die Elektronendichte in Fluor höher als in Chlor, wodurch PCl5 einen niedrigeren Polarisationsfaktor aufweist, was zu einem ionischeren Charakter führt.

Während Fluor als kleineres Atom eine größere Elektronendichte aufweist, hat es eine polarisierendere Natur und einen kovalenteren Charakter und liegt in gasförmiger Form vor.

Warum wird PF5 als gefährliche oder giftige Substanz bezeichnet?

Dieses farblose Phosphorpentafluorid gilt aufgrund seiner heftigen Reaktivität mit Wasser als unglaublich gefährliche Substanz.

Es ist ätzend für die menschliche Haut und beim Einatmen hochgiftig. Es ist ätzend für Augen und Haut und Augenschäden.

Daher sollte Phosphorpentafluorid (PF5) in versiegelten Stahlzylindern gelagert werden, um den Kontakt mit Wasser oder sogar Feuchtigkeit zu vermeiden.

Wenn die Substanz mit Wasser in Berührung kommt, findet eine exotherme Reaktion statt, die giftige Dämpfe und ausreichend Wärme erzeugt, um brennbare Substanzen zu verbrennen.

Daher ist es eine gefährliche Verbindung, die heftig auf Hydrolyse reagiert.

Fazit

Phosphorpentafluorid wird als Fluorierungsmittel in verschiedenen industriellen chemischen Reaktionen verwendet. Die Verbindung ist aufgrund der symmetrischen geometrischen Struktur unpolar. Alle fünf Fluoratome liegen symmetrisch zum zentralen Phosphoratom. Es ist giftig einzuatmen. PF5 hat ein Dipolmoment von Null. Es ist eine völlig unpolare Verbindung, die polare kovalente Bindungen bildet.