Le composé chimique PF5 est également connu sous le nom de pentafluorure de phosphore. C’est l’un des halogénures de phosphore les plus essentiels. Le PF5 est un gaz incolore de nature toxique et forme des vapeurs dans l’air. Il est très dangereux pour les yeux et provoque également des maladies par inhalation. Dans cet article, nous vérifierons si PF5 est un composé polaire ou non polaire.

Alors, PF5 est-il polaire ou non polaire? Le pentafluorure de phosphore ou PF5 est un composé apolaire en raison de sa géométrie symétrique, c’est-à-dire Bipyramidal trigonal. Bien que la liaison P-F soit polaire car l’atome F est plus électronégatif que l’atome P, la molécule PF5 entière est non polaire car le dipôle de la liaison P-F est annulé l’un par l’autre, ce qui entraîne le moment dipolaire net nul en faisant une molécule non polaire.

Il existe sous forme de composé à l’odeur irritante et forme des vapeurs hautement toxiques dans l’air. Il réagit violemment lorsque la réaction d’hydrolyse a lieu.

Le PF5 est très réactif à l’eau par nature et forme de l’acide phosphorique et fluorhydrique, l’acide phosphorique résultant d’une réaction exothermique produisant de la chaleur.

Ce composé PF5 peut être facilement obtenu par fluoration du pentachlorure de phosphore à l’aide de trifluorure d’arsenic.

3PCl5 + 5AsF3 –>3PF5+ 5AsCl

Le PF5 peut également être synthétisé par le procédé de fluoration du PCl3 avec de l’acide fluorhydrique anhydre en présence de chlore. Ce processus garantit un taux de conversation PF5 élevé.

Pourquoi PF5 est-il apolaire?

La traction électronique équilibre l’électronégativité, dans l’axe vertical et horizontal de la molécule de pentafluorure de phosphore.

L’un des axes de la molécule PF5 devient linéaire tandis que l’autre forme une forme triangulaire qui se traduit par un moment dipolaire sans filet.

La molécule ne porte pas de charge dipolaire en raison de l’annulation du moment dipolaire généré par chaque liaison P-F.

La géométrie moléculaire du pentafluorure de phosphore (PF5) est bipyramidale trigonale.

PF5 a une distribution de charge symétrique des atomes de fluor autour de l’atome central de phosphore.

Comme la distribution de charge est égale et qu’il n’y a pas de moment dipolaire net, cette molécule est apolaire.

Bien que la liaison P-F soit de nature polaire en raison de différences dans leur électronégativité, le dipôle des liaisons P-F s’annule les unes par les autres en raison de la structure symétrique de la molécule de PF5 entière.

Points pour déterminer la polarité de PF5

Généralement, une molécule apolaire a les liaisons partageant une électronégativité égale chez les atomes participants.

Bien que si les atomes sont disposés de telle sorte que la somme vectorielle des liaisons polaires s’annule elle-même, une molécule devient également apolaire.

Ici, en PF5, les liaisons sont symétriques mais en raison de l’électronégativité du fluor supérieure à celle de l’atome de phosphore, la molécule a des liaisons polaires annulant leur somme vectorielle.

Cette annulation est responsable de la nature non polaire car il n’y a pas de moment dipolaire et une seule paire d’électrons.

De ce fait, PF5 forme une géométrie bipyramidale trigonale constituée d’une paire de liaisons équatoriales et axiales.

Comme ces liaisons horizontales et verticales annulent leurs charges, la molécule n’a pas de charge nette.

En raison de l’absence de charge nette, la molécule entière a une nature apolaire formant des liaisons covalentes polaires.

Hybridation du Pentafluorure de phosphore (PF5)

Si l’on voit la structure de lewis de cette molécule !

Dans PF5, l’atome de phosphore contient un total de 5 électrons de valence et le fluor a 7 électrons dans son enveloppe la plus externe. Un électron est partagé par chaque atome de fluor pour compléter son octet.

Les éléments présents dans la troisième période comprennent des orbitales d ainsi que des orbitales s et p dans le tableau périodique.

Il est important que tous les angles de liaison de 90 degrés et 120 degrés formés en géométrie bipyramidale trigonale ne soient pas identiques.

Ainsi, les 5 orbitales sp3d du phosphore se chevauchent avec les orbitales p des atomes de fluor. Ces orbitales p sont singulièrement occupées et forment ensemble toutes les 5 liaisons sigma P-F dans PF5.

Par conséquent, la molécule PF5 présente une hybridation sp3d et une forme de géométrie bipyramidale trigonale.

Le moment dipolaire du pentafluorure de phosphore

Les deux atomes ie; Le phosphore et le fluor diffèrent par leur électronégativité. L’électronégativité de l’atome de fluor est de 3,98 et celle du phosphore de 2,19.

Ainsi, la liaison P-F est de nature polaire.

La polarité des liaisons polaires P-F s’annule en raison de la géométrie bipyramidale trigonale de la molécule.

Comme la molécule de pentafluorure de phosphore (PF5) est disposée symétriquement autour de l’atome central (P), il n’y a pas de charge répartie de manière inégale.

Donc, PF5 n’a pas de moment dipolaire net (c’est-à-dire nul).

Le CBr4 (tétrabromure de carbone) est également un composé similaire ayant des liaisons C-Br polaires avec une certaine valeur de moment dipolaire, mais la molécule entière est non polaire à cause du dipôle net-zéro.

Consultez l’article concernant la polarité de CBr4.

Pourquoi PF5 est-il apolaire même avec un nombre impair de vecteurs autour de l’atome central ?

Ceci est dû à la disposition tridimensionnelle (c’est-à-dire le diagramme de la balle et du bâton) de PF5.

Nous savons que F est plus électronégative que P, donc les liaisons formées dans PF5 sont polaires, mais la molécule dans son ensemble est non polaire. Pourquoi?

En raison de la disposition des atomes F dans PF5 de telle sorte qu’il forme une géométrie moléculaire bipyramidale trigonale où les électrons sont partagés également.

Ainsi, aucune charge dipolaire n’est produite et le composé PF5 est donc apolaire même avec un nombre impair de vecteurs.

Un tel élément avec un nombre impair de vecteurs autour d’un atome central est BCl3 qui se situe également dans la catégorie du composé apolaire.

Lisez l’article pour la polarité de BCl3.

Voici l’image du modèle de boule et de bâton PF5

Pourquoi PF5 existe-t-il sous forme de gaz (covalent) alors que PCl5 existe sous forme de solide ionique?

Dans les deux molécules, le phosphore est un atome commun, mais les deux composés diffèrent par l’halogène.

Le chlore et le fluor ont les mêmes électrons de valence, mais la taille de l’atome de fluor est plus petite que celle du chlore.

En conséquence, la densité électronique dans le fluor est supérieure à celle du chlore, ce qui fait que PCl5 a un facteur de polarisation plus faible, ce qui donne un caractère plus ionique.

Alors que le fluor étant un atome de plus petite taille ayant une densité électronique plus élevée, il présente une nature plus polarisante et un caractère plus covalent et il existe sous forme gazeuse.

Pourquoi le PF5 est-il appelé une substance dangereuse ou toxique?

Ce pentafluorure de phosphore incolore est considéré comme une substance incroyablement dangereuse, en raison de sa réactivité violente avec l’eau.

Il est corrosif pour la peau humaine et hautement toxique lorsqu’il est inhalé. Il est corrosif pour les yeux et la peau et endommage les yeux.

Par conséquent, le pentafluorure de phosphore (PF5) doit être stocké dans des bouteilles en acier scellées pour éviter son contact avec l’eau ou même l’humidité.

Si la substance entre en contact avec de l’eau, une réaction exothermique se produit produisant des vapeurs toxiques et une chaleur suffisante pour brûler toute substance combustible.

C’est donc un composé dangereux qui réagit violemment à l’hydrolyse.

Conclusion

Le pentafluorure de phosphore est utilisé comme agent de fluoration utilisé dans diverses réactions chimiques industrielles. Le composé est de nature apolaire en raison de sa structure géométrique symétrique. Les cinq atomes de fluor sont symétriques de l’atome central de phosphore. Il est toxique à inhaler. PF5 a un moment dipolaire nul. C’est un composé complètement apolaire formant des liaisons covalentes polaires.