PCl5 Lewis-structuur: tekeningen, hybridisatie, vorm, ladingen, paar en gedetailleerde feiten

by

Hier zullen we onderzoeken hoe we de pcl5 Lewis-structuur, hybridisatie, formele ladingen, chemische aard, polariteitsparameters en andere gerelateerde eigenschappen van PCL kunnen tekenen.5, samen met het gebruik ervan.

Fosfor behoort tot de 15e groep van het periodiek systeem, dwz de stikstoffamilie met de buitenste elektronen in de 3p-subschil. in PCl5, Fosfor is gebonden aan 5 chlooratomen via vijf enkelvoudige bindingen en gevonden in geel-groenachtige kristallijne vaste vorm met een molecuulgewicht van 208.2 g/mol en een zeer onaangename geur afgeven. Ook de structuur van Pcl5 lewis vertoonde uitgebreide octetregel.

Stappen voor tekenen PCl5 lewis structuur

Laten we de Lewis-punten tekenen voor PCl5 door de onderstaande stappen een voor een te volgen:

Zoek hoeveel valentie-elektronen er beschikbaar zijn voor binding in PCL5

P (Z = 15) = [Ne] 3s²3p³  d.w.z. 5 valentie-elektronen zijn er voor fosfor

Cl (Z = 17) = [Ne] 3s²3p⁵ d.w.z. 7 elektronen voor elk chlooratoom

Totaal aantal elektronen = 5 + 7*5 (als totaal Cl =5) = 40

  • Omdat het minder elektronegatieve atoom de centrale positie inneemt, worden P in het midden geplaatst en Cl-atomen aan de buitenzijden.
  • Over het algemeen zal elk atoom eerst een sigmadonor zijn, dwz we zullen eerst gedeelde elektronenparen toewijzen voor enkelvoudige bindingen en de rest van de elektronen die als een eenzaam paar worden genomen. 
  • Opgemerkt moet worden dat de rangschikking van de elektronenparen in de lewis structuur is zodanig dat het een stabiele configuratie aangeeft. Nu, door de bovenstaande procedure te volgen, krijgen we een beeld van lewis dots van PCL5.
PCL5 Lewis-structuur
PCl5 lewis structuur  (Figuur 1)

PCl5 lewis structuur octet regel

Volgens de octetregel zouden alle atomen in de Lewis-formule na de bindingsvorming tussen de respectieve atomen (zoals hier hebben we Cl en P) in totaal 8 elektronen moeten hebben. Echter, in de PCL5,molecuul, zijn er 10 elektronen beschikbaar voor P en 8 elektronen voor het Cl-atoom.

Het gebeurde vanwege de aanwezigheid van d-orbitalen, waardoor ze een uitgebreid octet kunnen hebben. Dergelijke moleculen worden hypervalente verbindingen genoemd. 

Afgezien van PCL5, andere moleculen zoals IF7 en SF6 vallen ook onder deze categorie; deze moleculen volgen wel de octetregel. Met andere woorden, heb een uitgebreid octet.

PCl5 lewis structuur resonantie

PCL5 is ionisch van aard en kan resoneren hybride structuur zoals hieronder gegeven en opnieuw voldeden deze structuur aan de uitgebreide octetregel aangezien P 10 elektronen bevat zoals uitgelegd in de octetregel.

afb.2
Hybride PCl5 resonerende structuren (Figuur 2)

Berekening van formeel cpleit voor PCL5 lewis structuur

Formele ladingen = [valentie-elektronen – ongebonden elektronen – ½ gebonden elektronen]

Berekening van formele lading voor fosforatoom

Valentie-elektronen = 5 (zoals behorend tot de tweede groep)

Ongebonden elektronentelling = 0

Gebonden elektronen = 10

FC = 5 – 0 – 10/2 = 0

Berekening van formele lading voor chlooratoom

Totaal aantal valenties = 7

Ongebonden elektronentelling = 6

Gebonden elektronen = 2

FC = 7 -6 – 2/2 = 0

Dus totale formele lading = 0

Hybridisatie van PCl5

Hybridisatie betekent het overlappen van atomaire orbitalen van de beoogde atomen, zodat ze hun energieën herverdelen, wat resulteert in de vorming van nieuwe orbitalen die gehybridiseerde orbitalen worden genoemd. Het hele fenomeen wordt hybridisatie genoemd. De gerapporteerde hybridisatie voor PCl5 is Sp3d, waarbij één orbitaal, drie p-orbitalen en één d-orbitalen betrokken zijn. Laten we eens kijken hoe het gebeurt.

 Stappen omvat bij hybridisatie van PCL5:

stappen hybridisatie
Figuur 3. Hybridisatiestappen die de vorming van PCL . tonen5

PCL5 structuur eenzame paren

Zoals hybridisatie hierboven is uitgelegd, rijst hier de vraag of PCL5 heeft enige eenzame paren? Gewoonlijk betekent eenzaam paar degenen die niet deelnemen aan de binding. Uit de hybridisatiestappen blijkt echter dat elk elektron betrokken is bij overlapping. Daarom is het totale aantal eenzame paar nul voor fosforpentachloride.

PCL5 lewis structuur bindingshoek, vorm en type

PCL5 aangenomen trigonaal bipyramidaal geometrie waarin alle bindingshoeken niet equivalent zijn d.w.z.  Alle chlooratomen die aan het centrale atoom zijn bevestigd, bevinden zich niet in dezelfde omgeving. Van de 5 , 3 cl-atomen bevinden zich in hetzelfde vlak, terwijl ze er twee in een ander vlak overblijven, die allemaal samen een trigonale bipyramidale rangschikking vormen, zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding.

afb.4
Trigonale bipiramidale vorm (Wikipedia)

Soorten bindingen zijn aanwezig in PCL5

Zoals hierboven besproken, zijn alle cl-atomen niet hetzelfde en hadden ze verschillende bindingsengelen en ook een bindingstype.

Van de 5 covalente bindingen, drie bindingen die in het trigonale vlak liggen en bekend staan ​​als equatoriale obligaties terwijl er twee blijven, ligt één boven het vlak (weergegeven door streepjesbinding in figuur 1) en de andere onder het vlak (weergegeven door streepjesbinding) en genoemd als axiale bindingen.

Over het algemeen wordt de bindingshoek gedefinieerd als de hoek tussen twee orbitalen die bindingselektronen rond het centrale atoom in het gegeven molecuul bevatten. Er zijn twee bindingshoeken omdat er twee soorten bindingen in de structuur voorkomen. Zoals kan worden waargenomen op de gegeven afbeelding, zijn de engelen tussen twee equatoriale chlooratomen 120o terwijl de hoek tussen een equatoriaal en axiaal chlooratoom 90 . is0

fig5
Hier a = axiale binding, b = equatoriale binding (Figuur 5)

PCL5 polair of niet-polair?

De polaire aard van PCL5 is nogal verrassend, omdat vanwege de aanwezigheid van twee soorten bindingen wordt verwacht dat het polair van aard moet zijn. Maar de geometrie, dat wil zeggen, trigonaal bipyramidaal, is verantwoordelijk voor de opstelling op een zodanige manier dat tegenoverliggende bindingen de dipoolmomenten van elkaar verminderen, wat resulteert in een niet-polair karakter.

PCL5 toepassingen

  • Het werkt als een chloreringsmiddel omdat het relatief twee losse chlooratomen op axiale posities heeft, die gemakkelijk kunnen worden geabstraheerd. Het kan fungeren als een geschikt middel voor chlorering.
  •  
  • Ze worden gebruikt als dehydratatiemiddel (verwijdering van water) in veel chemische reacties in de chemie.
  •  
  • Twee populaire medicijnen, penicilline en cefalosporine, worden vervaardigd met behulp van PCL5. Het werkt als een katalysator bij veel reacties, zoals de vorming van acetylcellulose en typische cyclisatiereacties.
  •  
  • Gebruik om zuurchloriden te vormen.
  •  
  • Er worden veel organische fosforverbindingen door bereid.

Veelgestelde vragen

wat is de aard van PCL5 ?

Ja, het is vanwege zijn reactieve karakter, want wanneer het in contact komt met water, reageert het heftig en beschadigt het ook de menselijke huid. Bovendien kan inademing van PCL5  voor langere duur kan irritatie in de neusholte en keel veroorzaken.

Waarom zijn axiale bindingen langer dan equatoriaal in PCL5?

De axiale bindingen zijn langer dan de equatoriale bindingen. Het kan worden verklaard in termen van afstotende krachten tussen elektronenparen vanwege verschillende bindingshoeken. Zoals weergegeven in figuur 4, worden chlooratomen op axiale posities afgestoten door drie equatoriale chlooratomen onder een hoek van 90o en één op 1800, Respectievelijk.

Over het algemeen zijn afstotingen tussen de elektronenparen omgekeerd evenredig met de bindingshoeken. Daarom zijn afstotingen tussen het elektronenpaar bij 1800 kunnen worden verwaarloosd in vergelijking met die bij 90o. Dus alleen rekening houdend met de afstoting tussen elektronenpaar bij 90o, kunnen we concluderen dat drie elektronenparen elke axiale binding afstoten.

Dit geeft aan dat het axiale bindingspaar grotere afstoting ondervindt van andere bindingen, en daarom is de axiale binding iets langer dan een equatoriale binding.

zoals PCl5, IK P5 kan bestaan?

De hybridisatie van PCL5 vindt plaats vanwege de kleine omvang en elektronegatieve aard van het Cl-atoom, terwijl jodium relatief veel groter is en ook meer elektropositief; daarom is hybridisatie in dit geval beperkt en vorming van PI5 is niet mogelijk.

is PCl5 oxidatiemiddel of een reductiemiddel?

Het heeft een oxidatietoestand van +5 en kan niet verder worden weergegeven. Daarom kan PCl5 niet fungeren als een reductiemiddel omdat het reductiemiddel zelf oxidatie ondergaat maar de reductie van andere moleculen veroorzaakt. Daarom is er voor PCL5 de enige optie om een ​​reductiemiddel te gebruiken, aangezien het P-atoom de neiging heeft om zijn oxidatiegetal te verlagen van + 5 tot +3. 

Hoe gaat het met PCl5 opgeslagen in het chemisch laboratorium?

goed afgesloten flessen worden gebruikt om PCL . te bewaren5 omdat het vrij reactief is en kan reageren met watermoleculen die in de omgeving aanwezig zijn om zowel zoutzuur als orthofosforzuur te geven.

Waarom solide PCL5  bestaan ​​als [PtCl4]+ [PtKl6]- ?

PCL5 heeft een trigonale bipyramidale geometrie die niet stabiel is vanwege ongelijke bindingslengtes van axiale en equatoriale bindingen. Daarom is deze geometrie niet regelmatig en PCl5 hebben de neiging om naar een meer stabiele ruimtelijke ordening van de atomen te gaan ( ie stabielere geometrie). Als resultaat in vaste fase, PCl5 dissocieert om stabielere tetraëdrische en octaëdrische geometrieën te bereiken.

PCl5  is een base of zuur?

Volgens de Lewis-definitie van base en zuur; een zuur kan elektronenpaar van andere soorten accepteren, terwijl base een stof is die een elektronenpaar kan aanduiden. sinds in PCl5, vanwege de aanwezigheid van lege d-orbitalen kan het gemakkelijk elektronen accepteren en daarom werken als een lewiszuur.

Wat is de beste manier? PCl . vormen5 ?

 PCl5 wordt gevormd met behulp van batch- of continue verwerking waarbij, PCl3  wordt genomen als voorloper en lost eerst op in tetrachloorkoolstof en dit mengsel wordt vervolgens in een vat met een mantel gegoten dat een roerder en een vaste terugvloeikoeler bevat.

Het hele apparaat is strak bedekt en Cl2 wordt ingebracht door middel van een omhuld vat. Het hele proces wordt uitgevoerd in een inerte omgeving vanwege het reactieve karakter van PCl5. Na de reactie de linker CS2 wordt weggegooid.

is PCl5  oplosbaar in H2o?

sinds, PCl5 is niet-polair van aard, het kan niet worden gemengd in een polair oplosmiddel zoals water. Het kan echter gemakkelijk oplossen in een niet-polair oplosmiddel.

Welke is reactiever PCL5 of PCl3 ?

In de wereld van de chemie is de reactiviteit van elke stof omgekeerd evenredig met de stabiliteit van de stof (reactiviteit = 1/stabiliteit). In overeenstemming met deze regel, PCl3 heeft relatief een stabielere geometrie dan de PCl5. Daarom minder reactief van aard.

Interessante feiten !

Fosfor is het meest voorkomende element van de 15e groep, hoewel het tien posities in overvloed inneemt tussen alle elementen op aarde.

Fosfor is belangrijk omdat het voorkomt in fosfaatgesteenten dat kan worden gebruikt als bron van fosfaatmeststoffen en ook in staat is om andere bruikbare legeringen te vormen.

Chloor is het 3e overvloedige element in de oceaan en staat op de 21e plaats in de lijst van meest voorkomende elementen 

Lees ook: