El compuesto químico PF5 también se conoce como pentafluoruro de fósforo. Es uno de los haluros de fósforo más esenciales. PF5 es un gas incoloro tóxico en la naturaleza y forma humos en el aire. Es muy peligroso para los ojos y también causa enfermedad por inhalación. En este artículo, comprobaremos la respuesta a si el PF5 es un compuesto polar o no polar.

Entonces, ¿PF5 es polar o no polar? El pentafluoruro de fósforo o PF5 es un compuesto no polar debido a su geometría simétrica ie; Bipiramidal trigonal. Aunque el enlace P-F es polar, ya que el átomo F es más electronegativo que el átomo P, toda la molécula PF5 es no polar porque el dipolo del enlace P-F se cancela entre sí, lo que resulta en el momento dipolar neto cero, convirtiéndolo en una molécula no polar.

Existe como un compuesto con un olor irritante y forma humos altamente tóxicos en el aire. Reacciona violentamente cuando se produce la reacción de hidrólisis.

El PF5 es altamente reactivo al agua por naturaleza y forma ácido fosfórico e fluorhídrico, ácido fosfórico como resultado de una reacción exotérmica que produce calor.

Este compuesto PF5 se puede obtener fácilmente mediante la fluoración del pentacloruro de fósforo con la ayuda del trifluoruro de arsénico.

3PCl5 + 5AsF3 > 3PF5 + 5AsCl

El PF5 también se puede sintetizar mediante el proceso de fluoración de PCl3 con ácido fluorhídrico anhidro con presencia de cloro. Este proceso garantiza una alta tasa de conversación PF5.

¿Por qué PF5 es no polar?

La extracción de electrones equilibra la electronegatividad, tanto en el eje vertical como en el horizontal de la molécula de Pentafluoruro de fósforo.

Uno de los ejes de la molécula PF5 cae para ser lineal, mientras que el otro forma una forma triangular que resulta en un momento dipolar sin red.

La molécula no lleva carga dipolar debido a la cancelación del momento dipolar generado por cada enlace P-F.

La geometría molecular del Pentafluoruro de fósforo (PF5) es bipiramidal trigonal.

PF5 tiene una distribución simétrica de carga de átomos de flúor alrededor del átomo central Fósforo.

Como la distribución de la carga es igual y no hay momento dipolar neto, por lo tanto, esta molécula no es polar.

Aunque el enlace P-F es de naturaleza polar debido a las diferencias en su electronegatividad, el dipolo de los enlaces P-F se cancela entre sí debido a la estructura simétrica de toda la molécula PF5.

Puntos para determinar la polaridad de PF5

Generalmente, una molécula no polar tiene los enlaces que comparten la misma electronegatividad en los átomos participantes.

Aunque si los átomos están dispuestos de tal manera que la suma de vectores de enlaces polares se cancela a sí misma, también una molécula se convierte en no polar.

Aquí, en PF5 los enlaces son simétricos, pero debido a que la electronegatividad del flúor es más alta que el átomo de fósforo, la molécula tiene enlaces polares que cancelan su suma vectorial.

Esta cancelación es responsable de la naturaleza no polar, ya que no hay momento dipolar y par de electrones solitarios.

Debido a esto, PF5 forma una geometría bipiramidal trigonal que consiste en un par de enlaces ecuatoriales y axiales.

Como estos enlaces horizontales y verticales anulan sus cargas, la molécula no tiene carga neta.

Debido a que no hay carga neta, toda la molécula tiene una naturaleza no polar que forma enlaces covalentes polares.

Hibridación de Pentafluoruro de Fósforo (PF5)

¡Si vemos la estructura de Lewis de esta molécula!

En PF5, el átomo de fósforo contiene un total de 5 electrones de valencia y el flúor tiene 7 electrones en su capa exterior. Un electrón es compartido por cada átomo de flúor para completar su octeto.

Los elementos presentes en el tercer período comprenden los orbitales d junto con los orbitales s y p en la tabla periódica.

Es prominente que todos los ángulos de enlace de 90 grados y 120 grados formados en geometría bipiramidal trigonal no son idénticos.

Entonces, los 5 orbitales sp3d de fósforo se superponen con los orbitales p de átomos de flúor. Estos orbitales p están singularmente ocupados y juntos forman todos los 5 enlaces sigma P-F en PF5.

Por lo tanto, la molécula PF5 tiene una hibridación sp3d y una forma de geometría bipiramidal trigonal.

El momento Dipolar del Pentafluoruro de fósforo

Ambos átomos ie; El fósforo y el flúor difieren en su electronegatividad. La electronegatividad del átomo de flúor es de 3,98 y la del fósforo es de 2,19.

Por lo tanto, el enlace P-F es de naturaleza polar.

La polaridad de los enlaces polares P-F se anula entre sí debido a la geometría bipiramidal trigonal de la molécula.

Dado que la molécula de pentafluoruro de fósforo (PF5) está dispuesta simétricamente alrededor del átomo central (P), no hay carga distribuida de manera desigual.

Por lo tanto, PF5 no tiene momento dipolar neto (es decir, cero).

CBr4 (tetrabromuro de carbono) es también un compuesto similar que tiene enlaces polares C-Br con algún valor de momento dipolar, pero toda la molécula no es polar debido al dipolo neto cero.

Echa un vistazo al artículo sobre la polaridad de CBr4.

¿Por qué PF5 es par no polar con un número impar de vectores alrededor del átomo central?

Esto se debe a la disposición tridimensional (es decir, diagrama de bola y palo) de PF5.

Sabemos que F es más electronegativo que P, por lo tanto, los enlaces formados en PF5 son polares, pero la molécula en general es no polar. ¿Por qué?

Debido a la disposición de los átomos F en PF5 de tal manera que forma una geometría molecular bipiramidal trigonal donde los electrones se comparten por igual.

Por lo tanto, no se produce carga dipolar y, por lo tanto, el compuesto PF5 es no polar incluso con un número impar de vectores.

Uno de estos elementos con un número impar de vectores alrededor de un átomo central es BCl3, que también se encuentra bajo la categoría de compuesto no polar.

Lea el artículo para la polaridad de BCl3.

A continuación se muestra la imagen del Modelo de bola y palo PF5

¿Por qué existe PF5 como gas (covalente) mientras que PCl5 existe como sólido iónico?

En ambas moléculas, el fósforo es un átomo común, pero ambos compuestos difieren en el halógeno.

El cloro y el flúor tienen los mismos electrones de valencia, pero el tamaño del átomo de flúor es más pequeño en comparación con el cloro.

Como resultado, la densidad electrónica en el flúor es más que el cloro, debido a lo cual el PCl5 tiene un factor de polarización más bajo, lo que resulta en un carácter más iónico.

Mientras que el flúor, al ser un átomo de menor tamaño, tiene más densidad electrónica, produce una naturaleza más polarizante y un carácter más covalente, y existe en forma gaseosa.

¿Por qué el PF5 se llama sustancia peligrosa o tóxica?

Este pentafluoruro de fósforo incoloro se considera una sustancia increíblemente peligrosa, debido a su reactividad violenta con el agua.

Es corrosivo para la piel humana y altamente tóxico cuando se inhala. Es corrosivo para los ojos y la piel y dañar los ojos.

Por lo tanto, el pentafluoruro de fósforo (PF5) debe almacenarse en cilindros de acero sellados para evitar su contacto con el agua o incluso la humedad.

Si la sustancia entra en contacto con el agua, se produce una reacción exotérmica que produce gases venenosos y calor suficiente para quemar cualquier sustancia combustible.

Por lo tanto, es un compuesto peligroso que reacciona violentamente a la hidrólisis.

Conclusión

El pentafluoruro de fósforo se utiliza como agente fluorante utilizado en diversas reacciones químicas industriales. El compuesto es de naturaleza no polar debido a la estructura geométrica simétrica. Los cinco átomos de flúor se encuentran simétricos al átomo central de fósforo. Es tóxico al inhalar. PF5 tiene cero momento dipolar. Es un compuesto completamente no polar que forma enlaces covalentes polares.