kemiallinen yhdiste PF5 tunnetaan myös Fosforipentafluoridina. Se on yksi keskeisimmistä fosforihalideista. PF5 on luonteeltaan väritön kaasu, joka muodostaa ilmaan höyryjä. Se on erittäin vaarallista silmille ja aiheuttaa myös sairauksia hengitettynä. Tässä artikkelissa tarkastelemme vastausta siihen, onko PF5 polaarinen vai ei-polaarinen yhdiste.

onko PF5 polaarinen vai ei-polaarinen? Fosforipentafluoridi tai PF5 on ei-polaarinen yhdiste symmetrisen geometriansa eli Trigonaalisen Bipyramidaalinsa vuoksi. Vaikka P-F-sidos on polaarinen, koska F-atomi on elektronegatiivisempi kuin P-atomi, koko PF5-molekyyli on nonpolaarinen, koska P-F-sidoksen dipolimomentti kumoaa toisensa, jolloin siitä tulee nonpolaarinen molekyyli.

se esiintyy yhdisteenä, jolla on ärsyttävä haju ja joka muodostaa erittäin myrkyllisiä kaasuja ilmaan. Se reagoi voimakkaasti hydrolyysireaktion tapahtuessa.

pf5 reagoi luonnostaan voimakkaasti veden kanssa ja muodostaa fosforihappoa ja fluorivetyhappoa, fosforihappoa lämpöä tuottavan eksotermisen reaktion tuloksena.

tätä pf5-yhdistettä voidaan helposti valmistaa fluoraamalla fosforipentakloridia arseenitrifluoridin avulla.

3pcl5 + 5AsF3 –> 3pf5 + 5AsCl

PF5 voidaan syntetisoida myös fluoraamalla PCL3 vedettömällä fluorivetyhapolla kloorin läsnä ollessa. Tämä prosessi takaa korkean pf5-keskustelunopeuden.

miksi PF5 on ei-polaarinen?

elektroniveto tasapainottaa elektronegatiivisuutta Fosforipentafluoridimolekyylin pysty-ja vaaka-akselilla.

yksi pf5-molekyylin akseleista putoaa lineaariseksi, kun taas toinen muodostaa kolmiomaisen muodon, jonka tuloksena ei ole nettodipolimomenttia.

molekyylissä ei ole dipolivarausta, koska jokaisella P-F-sidoksella syntyvä dipolimomentti peruutetaan.

Fosforipentafluoridin (PF5 ) molekyyligeometria on trigonaalinen bipyramidaali.

Pf5: ssä on fluoriatomien symmetrinen varausjakauma keskusatomin fosforin ympärillä.

koska varausjakauma on yhtä suuri eikä nettodipolimomenttia ole, tämä molekyyli on nonpolaarinen.

vaikka P-F-sidos on luonteeltaan polaarinen niiden elektronegatiivisuuden erojen vuoksi, P-F-sidosten dipoli kumoaa toisensa koko pf5-molekyylin symmetrisen rakenteen vuoksi.

pistettä pf5: n polaarisuuden määrittämiseksi

yleensä ei-polaarisella molekyylillä on yhtä elektronegatiiviset sidokset osallistuviin atomeihin.

vaikka jos atomit ovat järjestyneet niin, että polaarisidosten vektorisumma kumoaa itsensä, myös molekyylistä tulee ei-polaarinen.

tässä pf5: ssä sidokset ovat symmetrisiä, mutta koska fluorin elektronegatiivisuus on fosforiatomia suurempi, molekyylissä on polaarisidoksia, jotka kumoavat niiden vektorisumman.

tämä mitätöinti on vastuussa ei-polaarisesta luonteesta, sillä dipolimomenttia ja yksinäistä elektroniparia ei ole.

tästä johtuen PF5 muodostaa trigonaalisen bipyramidaaligeometrian, joka koostuu päiväntasaajan ja aksiaalisen sidoksen parista.

koska nämä vaaka-ja pystysidokset kumoavat varauksensa, molekyylillä ei ole nettovarausta.

ilman nettovarausta koko molekyyli on ei-polaarinen muodostaen polaarisia kovalenttisia sidoksia.

Fosforipentafluoridin (PF5) hybridisaatio

jos näemme tämän molekyylin lewis-rakenteen!

Pf5: ssä Fosforiatomissa on yhteensä 5 valenssielektronia ja fluorilla sen uloimmassa kuoressa 7 elektronia. Jokainen fluoriatomi jakaa yhden elektronin täydentääkseen oktettinsa.

kolmannessa jaksossa esiintyvät alkuaineet koostuvat d-orbitaaleista sekä jaksollisessa järjestelmässä olevista s-ja p-orbitaaleista.

on huomattava, että kaikki trigonaalisessa bipyramidaaligeometriassa muodostetut 90 asteen ja 120 asteen sidoskulmat eivät ole identtisiä.

fosforin 5 sp3d-orbitaalia menevät siis päällekkäin fluoriatomien p-orbitaalien kanssa. Nämä p-orbitaalit ovat yksikäsitteisesti miehitettyjä ja yhdessä ne muodostavat kaikki 5 P–F sigma-sidokset PF5: ssä.

näin ollen pf5-molekyylillä on sp3d-hybridisaatio ja trigonaalinen bipyramidaalinen geometrinen muoto.

Fosforipentafluoridin dipolimomentti

molemmat atomit eli; fosfori ja fluori eroavat elektronegatiivisuudessaan. Fluoriatomin elektronegatiivisuus on 3,98 ja fosforin 2,19.

näin ollen P-F-sidos on luonteeltaan polaarinen.

p-F-polaarisidosten polaarisuus kumoaa toisensa molekyylin trigonaalisen bipyramidaaligeometrian vuoksi.

koska molekyylin Fosforipentafluoridi (PF5) on symmetrisesti järjestetty keskusatomin (P) ympärille, varaus ei jakaudu epätasaisesti.

joten pf5: llä ei ole netto (eli nolla) dipolimomenttia.

Cbr4 (Hiilitetrabromidi) on myös samankaltainen yhdiste, jolla on polaariset C-Br-sidokset, joilla on jonkin verran dipolimomenttiarvoa, mutta koko molekyyli on nonpolaarinen netto-nolla-Dipolin vuoksi.

Katso artikkelista cbr4: n napaisuus.

miksi PF5 on ei-polaarinen parillinen, kun keskusatomin ympärillä on pariton määrä vektoreita?

Tämä johtuu pf5: n 3-ulotteisesta järjestelystä (eli pallo-ja tikkukaaviosta).

tiedämme, että F on elektronegatiivisempi kuin P, joten pf5: ssä muodostuneet sidokset ovat polaarisia, mutta molekyyli yleisenä on ei-polaarinen. Miksi?

johtuen F-atomien järjestymisestä pf5: ssä siten, että se muodostaa trigonaalisen bipyramidaalisen molekyyligeometriaan, jossa elektronit jaetaan tasan.

näin ollen Dipolivarausta ei synny ja näin ollen yhdiste PF5 on nonpolaarinen parillinen parittomalla vektorimäärällä.

yksi tällainen alkuaine, jolla on pariton määrä vektoreita keskusatomin ympärillä, on BCl3, joka kuuluu myös ei-polaarisen yhdisteen luokkaan.

Lue artikkeli BCl3: n napaisuudesta.

alla on kuva Pf5-pallo-ja Keppimallista

miksi Pf5 on olemassa kaasuna (kovalenttisena), kun taas PCl5 on olemassa ionisena kiinteänä?

molemmissa molekyyleissä fosfori on yleinen atomi, mutta molemmat yhdisteet eroavat toisistaan halogeenin suhteen.

kloorilla ja fluorilla on samat valenssielektronit, mutta fluoriatomin koko on pienempi kuin kloorilla.

tämän seurauksena fluorin elektronitiheys on enemmän kuin kloorin, minkä vuoksi PCl5: llä on pienempi polarisoiva tekijä, joka johtaa ionisoituneempaan luonteeseen.

siinä missä fluorin ollessa pienikokoisempi atomi on elektronitiheydeltään suurempi, se tuo esiin polarisoivamman ja kovalenttisemman luonteen ja se on olemassa kaasumaisessa muodossa.

miksi PF5: tä kutsutaan vaaralliseksi tai myrkylliseksi aineeksi?

tätä väritöntä Fosforipentafluoridia pidetään erittäin vaarallisena aineena, koska se reagoi voimakkaasti veden kanssa.

se on syövyttävää ihmisen ihoa ja erittäin myrkyllistä hengitettynä. Se syövyttää silmiä ja ihoa sekä vahingoittaa silmiä.

siksi Fosforipentafluoridia (PF5) tulisi säilyttää suljetuissa teräspulloissa, jotta se ei joutuisi kosketuksiin veden tai jopa kosteuden kanssa.

Jos aine joutuu kosketuksiin veden kanssa, tapahtuu eksoterminen reaktio, joka tuottaa myrkyllisiä höyryjä ja riittävästi lämpöä minkä tahansa palavan aineen polttamiseksi.

näin ollen se on vaarallinen yhdiste, joka reagoi voimakkaasti hydrolyysiin.

johtopäätös

Fosforipentafluoridia käytetään fluorausaineena, jota käytetään erilaisissa teollisissa kemiallisissa reaktioissa. Yhdiste on luonteeltaan ei-polaarinen symmetrisen geometrisen rakenteensa vuoksi. Kaikki viisi fluoriatomia ovat symmetrisiä Keskisen fosforiatomin kanssa. On myrkyllistä hengittää. PF5: llä on nolla dipolimomenttia. Se on täysin ei-polaarinen yhdiste, joka muodostaa polaarisia kovalenttisia sidoksia.