PF3 Lewis-structuur: tekeningen, hybridisatie, vorm, ladingen, paar en gedetailleerde feiten

Dit artikel bespreekt de pf3 lewis-structuur en de hybridisatie, vorm, bindingshoek en relevante gedetailleerde uitleg.

PF₃ is een covalent molecuul waarbij P zich op een centrale positie bevindt en wordt omringd door drie F-atomen. P en F zijn covalent gebonden samen met sp³ hybridisatie. Het molecuul heeft een trigonale piramidevorm, maar de geometrie van het molecuul is tetraëdrisch. De FPF-bindingshoek is ongeveer 97⁰ in plaats van 109.5⁰.

PF₃ is een neutrale verbinding, dus er verschijnt geen lading op deze verbinding. Van de vijf valentie-elektronen van P nemen er slechts drie deel aan de vorming van bindingen en de overige twee zijn niet-gebonden elektronen en verschijnen als eenzame paren. PF₃ is een polair molecuul. Dus hier zullen we leren over de pf3 lewis structuur en andere feiten er uitgebreid over.

Enkele feiten over Fosfortrifluoride

De molaire massa van PF3 is 87.98 g/mol, de dichtheid is 3.91 g/l. Het smeltpunt en kookpunt van PF₃ zijn respectievelijk 121.7 K en 171.4 K. Het toont een chemische verschuivingswaarde bij -34 in 19^F NMR. PF₃ wordt normaal gesproken gesynthetiseerd via de halogeenuitwisselingsreactie tussen fosfortrichloride en verschillende metaalfluoriden zoals ZnCl₂  of Cacl₂.

Methode voor het tekenen van de Lewis-structuur voor PF₃

Voordat u verder gaat met de lewis structuur van PF3 moeten we eerst weten wat de Lewis-structuur is. Lewis-structuur of Lewis-punt structuur is een soort weergave van een molecuul dat de valentie-elektronen laat zien, vooral in de covalente binding.

Er zijn enkele punten waar u rekening mee moet houden bij het tekenen van de lewis structuur van een molecuul.

• Eerst moeten we de valentie-elektronen van elk afzonderlijk atoom in het molecuul berekenen en bij elkaar optellen.
• Als het molecuul een negatieve lading draagt, wordt er een extra elektron toegevoegd gelijk aan de negatieve lading.
• Als het molecuul kationisch is, moet een gelijk aantal elektronen uit het molecuul worden verwijderd.
• Vervolgens moeten we het centrale atoom identificeren aan de hand van zijn elektronegativiteit. Normaal gesproken zou een competitief meer elektropositief atoom het centrale atoom moeten zijn.
•  Nu zijn alle atomen in de moleculen verbonden via een enkele binding.
• Dan worden alleenstaande paren toegewezen aan het atoom, in het algemeen worden alleenstaande paren toegewezen aan het elektropositieve atoom.
• Na het toewijzen van de eenzame paren als het octet van een atoom niet is voltooid, moet een dubbele of drievoudige binding worden getrokken om het octet te voltooien. Indien nodig moeten de eenzame paren worden omgezet in de bindingsparen om aan het octet te voldoen.

In deze structuur van fosfortrifluoride kunnen we zien dat één fosforatoom wordt omgeven door drie fluoratomen. De elektronische configuratie van fosfor is 1s²2s²2p⁶3s²3p³, dus rekening houdend met de valentie-elektronen van fosfor is vijf, waaronder drie bindingsparen en twee verschijnen als eenzaam paar, en de elektronische configuratie van Flourine is 1s²2s²2p⁵, dus de valentie-elektronen van elk fluoratoom zijn zeven en verschijnen als drie eenzame paren en één bindingspaar. Dus het totale aantal valentie-elektronen voor de PF₃ molecuul is 5 + (7*3) =26.

PF₃ lewis structuur vorm:

in PF₃ molecuul-elektronendichtheid ligt rond het centrale fosforatoom en er zijn drie bindingsparen en één eenzaam paar aanwezig.

In dit geval fosfortrifluoride, de structuur is trigonaal piramidaal. In trigonale piramidale structuur is één fosforatoom aanwezig op de centrale positie en zijn drie fluoratomen aanwezig op de drie hoeken.

PF₃ lewis structuur formele lading

De formele lading wordt gedefinieerd als de lading over een bepaald molecuul, ervan uitgaande dat alle atomen dezelfde elektronegativiteit hebben.

FC = N_v - N_lp -1/2 N_bp

N_v = aantal elektronen in de valentieschil van het vrije atoom

N_lp = aantal elektronen in eenzaam paar

N_bp = aantal elektronen dat betrokken is bij de vorming van een binding.

Dus de formele lading van de PF₃ molecuul is 26-(3*6)-6 = 2

Aantal alleenstaande paren in PF₃ Lewis-structuur

Het totale aantal alleenstaande paren in fosfortrifluoride is de som van individuele alleenstaande paren fluoratomen en fosforatomen. Het aantal alleenstaande paren boven fosfor is één en elke fluor bevat drie alleenstaande paren. Dus de totale alleenstaande paren fosfortrifluoride zijn 1+ (3*3) =10.

Hybridisatie van PF₃

Wat is hybridisatie?

Het omvat het mengen van atomaire orbitalen met vergelijkbare energie om een ​​gelijk aantal gemengde orbitalen of hybride orbitalen te vormen en deze hybride orbitalen zijn zo georiënteerd in de ruimte dat ze kunnen overlappen met geschikte orbitalen van de volgende. Als de orbitalen dezelfde energie hebben, wordt dit equivalente hybridisatie genoemd en als de gemengde orbitalen een verschillende energie hebben, wordt dit niet-equivalente hybridisatie genoemd.

In de grondtoestand is de elektronische configuratie van fosfor [Ne]3s²3p³. Wij ken het maximale aantal elektronen bezet in p orbitaal is 6. Dus hier is het gebrek aan elektronen 3. Nu is de elektronische configuratie van fluor [He]2s²2p⁵.

Dus om het octet van fosfor te voltooien, heeft het nog 3 elektronen nodig, en om het octet van fluor te voltooien, verwijdert het één elektron. Dus elke fluor geeft één elektron aan de lege p-orbitaal van fosfor en voltooit zijn octet en na drie elektronen te hebben genomen, voltooit zelfs fosfor zijn octet.

Een stabiele binding is dus een formatie die plaatsvindt via het mengen van s- en drie p-orbitalen. Fosfor heeft twee elektronen in zijn 3s-orbitaal als een eenzaam paar en zijn 3p-orbitaal is gevuld met zes elektronen (3p_x,3 p_y,3 p_z, drie afzonderlijk en drie van elk fluor). Dus hier bij hybridisatie is één orbitaal en 3 p-orbitaal betrokken. Dus de wijze van hybridisatie is sp³.

In het geval van hybridisatie beschouwen we altijd de enkele binding of sigma-binding, niet de π-binding of meervoudige bindingen. Uit de bovenstaande grafiek kunnen we gemakkelijk de structuur van de PF . voorspellen₃ molecuul is tetraëdrisch omdat de hybridisatietoestand sp . is³. In het geval van structuur beschouwen we zowel de omringde atomen als alleenstaande paren. Maar in vorm beschouwen we alleen omringde atomen door het centrale atoom. Het molecuul is dus trigonaal piramidaal van vorm, geen trigonale planner omdat door de aanwezigheid van een eenzaam paar de FPF-bindingshoek niet eens in de buurt van 120 ligt.⁰. Voor een ideaal tetraëdrisch molecuul is de bindingshoek 109.5⁰.

PF₃ Bond Hoek:

Uit de hybridisatietabel kunnen we zien dat voor sp³ gehybridiseerde molecuul bindingshoek is 109.5⁰. Maar in het geval van de PF₃ molecuul, de bindingshoek is bijna 97⁰ (eigenlijk 96.3⁰) hoewel het molecuul sp . is³ gehybridiseerd. Deze afwijking van de bindingshoek kan om twee redenen worden verklaard. De ene is lone pair-lone pair afstoting en de andere is de regel van Bent.

in de PF₃ molecuul, zal er een eenzaam paar over fosfor aanwezig zijn in sp³ gehybridiseerde orbitaal en drie fluor hebben drie paar eenzame paar. Dus hier grote kans op afstoting van lone pair- lone pair. Om deze afstoting te voorkomen sp³ gehybridiseerd alleenstaand paar duwt de PF-binding ervan weg en vermindert daarom de FPF-bindingshoek. De afstoting is zo hoog dat de binding erg afneemt en bijna 97 . is⁰.

PF₃ octetregel

Volgens de octetregel moet elk atoom zijn volantschil voltooien door elektronen te doneren of elektronen te accepteren om de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie te krijgen. Fosfor is een groep VA-elementen, dus het heeft 5 elektronen in de buitenste schil en fluor is een VIIA-element, dus het heeft 7 elektronen in de buitenste schil.

Dus bij het ondergaan van hybridisatie zullen er vier nieuwe hybride orbitalen zijn die zich zullen vormen, op deze manier voltooien zowel fosfor als fluor hun octet en krijgen ze de dichtstbijzijnde edelgasconfiguratie en vormen ze een stabiel molecuul PF₃.

PF₃ resonantie structuur

Resonantie is een theoretisch concept - dat introduceert om de bindingseigenschappen van moleculen te verklaren via verschuiving van de elektronische wolken tussen de atomen op een zodanige manier dat de hoofdstructuur van het raamwerk ongewijzigd blijft. In feite is het een ander bindingsmodel waarbij de werkelijke structuur kan worden weergegeven als de resonantie met een hybride van een aantal verschillende canonieke vormen.

Regels voor de meest bijdragende structuur

• De meest bijdragende structuur zou er een moeten zijn die het grootste aantal covalente bindingen bevat.
• Voor meer dan één structuur met een gelijk aantal covalente bindingen zal degene waarin meer elektronegatieve substituenten die de elektronegatieve lading bevatten een hogere bijdrage hebben, meer elektropositieve substituenten die de positieve lading bevatten.

PF₃ polair of niet-polair

Voor de polariteit van een molecuul moeten we eerst het dipoolmoment van dat molecuul zien. Van het elektropositieve atoom tot het elektronegatieve atoom werkt het dipoolmoment. In dit molecuul is fosfor elektropositief en fluor elektronegatief. Het dipoolmoment werkt dus van fosfor naar fluor. Het molecuul is trigonaal piramidaal, dus de vorm is niet symmetrisch. Er treedt dus geen symmetrische ladingsverdeling op. Dit molecuul heeft een resulterend dipoolmoment. Dus PF₃ is een polair molecuul.

Gebruik van PF₃

Met een lege d-orbitaal van P kan PF3 gemakkelijk binden met metaal met een lage oxidatie toestand met een hoger aantal d-elektronen. Het is een sterk -acceptorligand vanwege de aanwezigheid van drie elektronegatieve fluoratomen. Het kan dus deelnemen aan veel organometallische reacties. Er kunnen zoveel organometaalreacties worden uitgevoerd met behulp van PF₃.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Waarom doet PH₃ hebben een kleinere bindingshoek dan PF3?

Gezien de vorming van PF₃ waar drie F-atomen het centrale p-atoom langs de drie assen naderen. Wanneer de 3 F-atomen op bindingsafstand komen, zullen ze sterische afstoting ondergaan vanwege het eenzame paar P- en ook F-atomen. Daarom zal het systeem instabiel worden. Om stabilisatie te verkrijgen, ondergaat het centrale P-atoom sp³ hybridisatie en de bindingshoek wordt 97⁰(regel van Bent).

Wanneer de 3 H-atomen het P-centrum op een vergelijkbare manier naderen, is dit te wijten aan de kleinere afmeting van H en grotere afmeting van de P-atoom 3 H-atomen zullen geen sterische afstoting ondergaan. Dus het systeem is niet energieën en de p_x, P_y, P_z orbitalen van P zijn direct betrokken bij de vorming van bindingen, en hybridisatie is niet nodig - waardoor de HPH-bindingshoek ongeveer 90 is⁰.

Is er terugbinding mogelijk in PF₃ ?

Ja, er is een mogelijkheid tot backbonding in de PF₃ molecuul. P heeft een lege d-orbitaal en F heeft 3 paar eenzame paren. Er is dus een grote kans op het vormen van d_π-p_π terug hechting.

Klik ook om meer te weten over: Glycerol structuur.

Lees ook:

• Scl2 Lewis-structuur
• K2s Lewis-structuur
• Krf2 Lewis-structuur
• Sco Lewis-structuur
• N2 Lewis-structuur
• Na2s Lewis-structuur
• Bef2 Lewis-structuur
• Bn Lewis-structuur
• Clf5 Lewis-structuur
• Na2o Lewis-structuur

Biswarup Chandra Dey

Hallo……Ik ben Biswarup Chandra Dey, ik heb mijn master in scheikunde behaald aan de Centrale Universiteit van Punjab. Mijn specialisatiegebied is Anorganische Chemie. Bij scheikunde gaat het niet alleen om het regel voor regel lezen en onthouden, het is een concept dat je op een gemakkelijke manier kunt begrijpen en hier deel ik het concept over scheikunde dat ik leer, omdat kennis de moeite waard is om het te delen.