Ist PCl5 polar oder unpolar?
Phosphorpentachlorid ist eine chemische Verbindung mit der chemischen Formel PCl5. Es existiert als farblose Kristalle bei Raumtemperatur. Es ist ein übliches Chlorierungsmittel, das in verschiedenen Reaktionen verwendet wird. Es ist empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Wasser. Viele Studenten haben möglicherweise eine Frage darüber, ob PCl5 polar ist oder nicht. In diesem Artikel werde ich diese Frage beantworten und auch die umliegenden Themen behandeln.
Ist PCl5 also polar oder unpolar? PCl5 ist von Natur aus unpolar, da es die symmetrische geometrische Struktur aufweist, aufgrund derer die Polarität der P-Cl-Bindungen voneinander aufgehoben wird. Infolgedessen ist das Netto-Dipolmoment von PCl5 Null.
PCl5 ist bei Raumtemperatur ein farbloser Kristall. Es ist eines der häufigsten Chlorierungsreagenzien.
Es wurde zuerst von einem berühmten englischen Chemiker Humphry Davy im Jahr 1808 entdeckt.
Die chemische Verbindung PCl5 ist stechend im Geruch. IUPAC-Name von PCl5 ist Phosphorpentachlorid.
Die kommerziell in Laboratorien verwendeten Proben können aufgrund des Vorhandenseins von HCl gelblich sein.
Wenn wir über die chemische Zusammensetzung von PCl5 sprechen, besteht es aus 5 Chloratomen und 1 Phosphoratom, die durch kovalente Bindungen gebunden sind.
Die Valenzelektronen von Phosphor sind 5 Elektronen und die von Chlor ist 7.
Das Chloratom benötigt 1 Elektron, um sein Oktett zu vervollständigen. Daher teilen sich 5 Chloratome 1 Elektron vom Phosphoratom und hinterlassen kein einsames Paar.
Die Moleküle von PCl5 werden mit dieser elektronischen Konfiguration neutral.
Die Elektronegativität von Phosphor beträgt 2,19 und die von Chlor 3,16. Der Unterschied zwischen der Elektronegativität von Phosphor und Chlor erzeugt die Polarität in der P-Cl-Bindung.
Die Elektronegativität eines Atoms ist seine Stärke, die gebundenen Elektronenpaare anzuziehen. Mehr elektronegatives Atom zieht das gebundene Elektronenpaar etwas mehr in seine Richtung.
In ähnlicher Weise zieht das Chloratom in der P-Cl-Bindung das gebundene Elektron näher zu sich. Infolgedessen erhält das Chloratom eine teilweise negative Ladung und das Phosphoratom eine teilweise positive Ladung.
Aber aufgrund der symmetrischen geometrischen Form von PCl5 dh; trigonal bipyramidal, Die Polarität der P-Cl-Bindung wird voneinander aufgehoben und PCl5 wird zu einem insgesamt polaren Molekül.
Was sind polare und unpolare Moleküle?
Die Moleküle werden durch Bindungskräfte gehalten, die ionisch, metallisch kovalent und wasserstoffbindend sein können. Die kovalenten Bindungen können polar oder unpolar sein, was von verschiedenen Faktoren wie Elektronegativität, geometrischer Form und Dipolmoment abhängt.
Polare Moleküle: Dies sind die Moleküle, die ein Netto-Dipolmoment ungleich Null haben. Die kovalente Bindung zwischen zwei Atomen wird als polar bezeichnet, wenn diese beiden Atome eine ungleiche Ladungsverteilung aufweisen.
Diese beiden Atome haben eine ungleiche Elektronegativität und daher ein Dipolmoment ungleich Null.
Beispiele für solche Verbindungen sind H2O, OF2 usw. sie können den Grund für die Polarität von H2O überprüfen.
Unpolare Moleküle: Dies sind die Moleküle, die ein Dipolmoment von Null haben. Die beiden kovalent gebundenen Atome bilden eine unpolare Bindung, wenn die Atome einen gleichen Ladungsanteil teilen.
Diese Atome haben ebenfalls den gleichen Elektronegativitätswert und bilden daher ein Null-Dipolmoment.
Beispiele für solche Moleküle sind CO2, O2, PCl5 usw. Überprüfen Sie den Grund für die Nichtpolarität von CCl4.
Hinweis: Es kann möglich sein, eine polare Bindung innerhalb eines unpolaren Moleküls zu haben. Dies liegt daran, dass die Polarität solcher Bindungen aufgrund der symmetrischen geometrischen Struktur des Moleküls aufgehoben wird.
Warum ist PCl5 ein unpolares Molekül?
Phosphorpentachlorid ist unpolar, da es symmetrisch geformt ist. Es zeigt eine trigonale bipyramidale geometrische Form.
Die drei P-Cl-Bindungen werden in einer Ebene an gleichseitigen Dreiecksecken gehalten und die verbleibenden zwei Bindungen liegen axial zur Ebene von drei Bindungen.
Das Molekül von PCl5 hat Chlor- und Phosphoratome mit einer Elektronegativitätsdifferenz von 0,97D, die die Polarität in der P-Cl-Bindung bestimmt.
Chloratom ist elektronegativer als Phosphor. Infolgedessen teilt das Chloratom einen größeren Ladungsanteil, es zieht das gebundene Paar etwas mehr an und erhält eine teilweise negative Ladung.
Andererseits erhält das Phosphoratom eine teilweise positive Ladung.
Die P-CL-Bindung sorgt für ein Dipolmoment ungleich Null, aber aufgrund der symmetrischen geometrischen Struktur wird die Polarität der P-Cl-Bindung durch andere P-Cl-Bindungen aufgehoben.
Daher ist es sehr wichtig zu verstehen, dass PCl5 zwar polare Bindungen aufweist, aufgrund seiner symmetrischen Form jedoch unpolar ist.
Die geometrische Struktur von PCl5
An den Phosphor sind fünf Chloratome gebunden, und alle Bindungen sind kovalent.
Die drei Bindungen liegen in einer einzigen Ebene, so dass drei P-Cl-Bindungen einen Winkel von 120 Grad zueinander bilden und an Ecken eines gleichseitigen Dreiecks liegen.
Und die verbleibenden zwei P-Cl-Bindungen befinden sich an zwei Enden einer Achse, die durch die Ebene von drei P-Cl-Bindungen verläuft.
Die beiden zum Molekül axialen Bindungen stehen senkrecht zur Ebene der anderen drei P-Cl-Bindungen
Die Bindungslänge der beiden zum Molekül axialen P-CL-Bindungen beträgt 240 pm und die der P-CL-Bindungen, die sich in einer anderen Ebene befinden, beträgt 202 pm.
Die Form von PCl5 ist trigonal bipyramidal.
Oben ist das Bild der geometrischen Struktur des Phosphorpentachloridmoleküls.
Faktoren, die die Polarität eines Moleküls beeinflussen
Elektronegativität: Die Elektronegativität eines Atoms bestimmt die Stärke der Anziehung der gebundenen Elektronen zu ihm. Wenn es einen Unterschied in der Elektronegativität zweier Atome gibt, die eine kovalente Bindung bilden, wird die Bindung als polar bezeichnet.
Die Polarität eines Moleküls ist direkt proportional zur Differenz ihrer Elektronegativität.
Dipolmoment: Es ist das Maß für die Polarität eines Moleküls. Je größer das Dipolmoment eines Moleküls ist, desto mehr ist seine Polarität.
Daher ist die Polarität eines Moleküls auch direkt proportional zu seinem Dipolmoment. Mathematisch ist das Dipolmoment eines Moleküls das Produkt aus Ladung und Bindungslänge.
Geometrische Struktur: Die Moleküle, die von Natur aus symmetrisch sind, neigen dazu, unpolar zu sein. Diese Moleküle sind insgesamt unpolar, auch wenn sie eine polare Bindung enthalten.
Weil aufgrund der symmetrischen Struktur die Polarität in einem solchen Molekül gegenseitig aufgehoben wird.
Eigenschaften von PCl5
- Phosphorpentachlorid existiert als fester Kristall mit einem stechenden Geruch.
- Die Molekülmasse dieser Verbindung beträgt 208,2 g/mol.
- Die Exposition gegenüber einer hohen Konzentration von PCl5 kann zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen.
- Die Dichte von PCl5 beträgt 2,1 g / cm3.
- Es wird leicht in Wasser zersetzt, um Phosphorsäure zu bilden.
- Der Schmelzpunkt dieser chemischen Verbindung beträgt 160,5 ° C oder 320,9 ° F.
- Der Siedepunkt von PCl5 liegt bei 166,8 ° C oder 332,2 ° F.
- Bei einer Temperatur von 80 ° C beträgt der Dampfdruck von PCl5 1,11 kPa.
- Es ist von Natur aus nicht brennbar.
Verwendungen von PCl5
- Es wird häufig als Chlorierungsmittel zur Herstellung verschiedener Produkte in der Industrie verwendet.
- Es wird auch als Dehydratisierungsmittel verwendet.
- Es hat seine große Verwendung als Zwischenverbindung bei der Herstellung von Pestiziden und der Wasseraufbereitung.
- Es wird zur Verbesserung der Kornstruktur von Metallen verwendet.
- Es hilft auch bei der Herstellung einer chemischen Verbindung, dh; Lithiumhexafluorphosphat, das ein Elektrolyt ist, der in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird
Schlussfolgerung
Phosphorpentachlorid ist aufgrund seiner geometrischen Struktur unpolar. Es ist symmetrisch in der Natur dh; trigonal bipyramidal. Aufgrund dessen wird die Polarität von P-CL-Bindungen voneinander aufgehoben.
Daher ist es möglich, dass ein Molekül unpolar sein kann, selbst wenn polare Bindungen darin vorhanden sind. Dies liegt an der symmetrischen geometrischen Struktur wie im Fall von PCl5.
Dies sind die Faktoren, die PCl5 zu einem unpolaren Molekül erklären.