¿Es PCl5 Polar o No Polar?
El pentacloruro de fósforo es un compuesto químico que tiene su fórmula química PCl5. Existe como cristales incoloros a temperatura ambiente. Es un agente clorante común utilizado en diversas reacciones. Es sensible a la humedad y al agua. Muchos estudiantes pueden tener una pregunta sobre si PCl5 es polar o no. En este artículo, responderé a esta pregunta y también cubriré los temas circundantes.
Entonces, ¿Es PCl5 Polar o No Polar? PCl5 es de naturaleza no polar porque tiene la estructura geométrica simétrica debido a la cual la polaridad de los enlaces P-Cl se cancela entre sí. Como resultado, el momento dipolar neto de PCl5 resulta ser cero.
PCl5 es un cristal incoloro en apariencia a temperatura ambiente. Es uno de los reactivos de cloración comunes.
Fue descubierto por primera vez por un famoso químico inglés Humphry Davy en el año 1808.
El compuesto químico PCl5 tiene un olor penetrante. El nombre IUPAC de PCl5 es pentacloruro de fósforo.
Las muestras utilizadas comercialmente en laboratorios pueden ser amarillentas debido a la presencia de HCl en ellas.
Si hablamos de la composición química del PCl5, consiste en 5 átomos de cloro y 1 átomo de fósforo unidos a través de enlaces covalentes.
Los electrones de valencia del fósforo son 5 electrones y los del cloro son 7.
El átomo de cloro necesita 1 electrón para completar su octeto. Por lo tanto, 5 átomos de cloro comparten 1 electrón del átomo de fósforo sin dejar un par solitario.
Las moléculas de PCl5 se vuelven neutras con esta configuración electrónica.
La electronegatividad del fósforo es 2,19 y la del cloro es 3,16. La diferencia entre la electronegatividad del fósforo y el cloro genera la polaridad en el enlace P-Cl.
La electronegatividad de un átomo es su fuerza para atraer a los pares de electrones enlazados hacia él. Un átomo más electronegativo atrae al par de electrones enlazados un poco más hacia él.
De manera similar, en el enlace P-Cl, el átomo de cloro atrae al electrón enlazado más cerca hacia él. Como resultado, el átomo de cloro adquiere una carga negativa parcial y el átomo de fósforo obtiene una carga positiva parcial.
Pero debido a la forma geométrica simétrica de PCl5 ie; bipiramidal trigonal, la polaridad del enlace P-Cl se cancela entre sí y resulta en PCl5 una molécula polar general.
¿Qué son las moléculas Polares y No Polares?
Las moléculas se mantienen por fuerzas de enlace que pueden ser iónicas, covalentes metálicas y enlaces de hidrógeno. Los enlaces covalentes pueden ser polares o no polares que dependen de diferentes factores como la electronegatividad, la forma geométrica y el momento dipolar.
Moléculas polares: Estas son las moléculas que tienen un momento dipolar neto igual a no cero. Se dice que el enlace covalente entre dos átomos es polar si estos dos átomos comparten una distribución de carga desigual.
Estos dos átomos tienen electronegatividad desigual y, por lo tanto, tienen un momento dipolar distinto de cero.
Ejemplos de tales compuestos son H2O, OF2, etc. puede comprobar la razón de la polaridad del H2O.
Moléculas no polares: Estas son las moléculas que tienen cero momento dipolar. Los dos átomos unidos covalentemente forman un enlace no polar si los átomos comparten una proporción igual de carga.
Estos átomos también tienen el mismo valor de electronegatividad y, por lo tanto, forman un momento dipolar cero.
Ejemplos de tales moléculas son CO2, O2, PCl5, etc. Echa un vistazo a la razón de la no polaridad de CCl4.
Nota: Puede ser posible tener la existencia de un enlace polar dentro de una molécula no polar. Esto se debe a que la polaridad de dichos enlaces se cancela entre sí debido a la estructura geométrica simétrica de la molécula.
¿Por qué PCl5 es una molécula no polar?
El pentacloruro de fósforo es de naturaleza no polar, ya que tiene una forma simétrica. Exhibe una forma geométrica bipiramidal trigonal.
Los tres enlaces P-Cl están en una llanura sostenida en las esquinas de un triángulo equilátero y los dos enlaces restantes se encuentran axialmente al plano de los tres enlaces.
La molécula de PCl5 tiene átomos de cloro y fósforo que tienen una diferencia de electronegatividad de 0,97 D que determina la polaridad en el enlace P-Cl.
El átomo de cloro es más electronegativo que el fósforo. Como resultado, el átomo de cloro comparte una mayor proporción de carga, atrae al par unido ligeramente más hacia él y gana una carga negativa parcial.
Por otro lado, el átomo de fósforo gana una carga positiva parcial.
El enlace P-CL asegura un momento dipolar distinto de cero, pero debido a la estructura geométrica simétrica, la polaridad del enlace P-Cl se cancela por otros enlaces P-Cl.
Por lo tanto, es muy importante entender que aunque el PCl5 tiene enlaces polares dentro de él, es de naturaleza no polar debido a su forma simétrica.
La Estructura geométrica de PCl5
Hay cinco átomos de cloro unidos al fósforo y todos los enlaces son de naturaleza covalente.
Los tres enlaces se encuentran en un solo plano de tal manera que tres enlaces P-Cl forman un ángulo de 120 grados entre sí y se encuentran en las esquinas de un triángulo equilátero.
Y los dos enlaces P-Cl restantes están en dos extremos de un eje que pasa a través del plano de tres enlaces P-Cl.
Los dos enlaces axiales a la molécula son perpendiculares al plano de los otros tres enlaces P-Cl
La longitud de enlace de los dos enlaces P-CL que son axiales a la molécula es de 240 pm y la de los enlaces P-CL que están en otro plano es de 202 pm.
La forma de PCl5 es bipiramidal trigonal.
Arriba está la imagen de la estructura geométrica de la molécula de pentacloruro de fósforo.
Factores que afectan la polaridad de una molécula
Electronegatividad: La electronegatividad de un átomo determina la fuerza de atracción de los electrones enlazados hacia él. Si hay una diferencia en la electronegatividad de dos átomos que forman un enlace covalente, se dice que el enlace es de naturaleza polar.
La polaridad de una molécula es directamente proporcional a la diferencia en su electronegatividad.
momento Dipolar: es la medida de la polaridad de una molécula. Mayor es el momento dipolar de una molécula, más es su polaridad.
Por lo tanto, la polaridad de una molécula también es directamente proporcional a su momento dipolar. Matemáticamente, el momento dipolar de una molécula es el producto de la carga y la longitud de enlace.
Estructura geométrica: Las moléculas que son simétricas en naturaleza tienden a ser no polares. Estas moléculas son en general de naturaleza no polar, incluso si contienen un enlace polar dentro de ellas.
Porque debido a la estructura simétrica, la polaridad en tal molécula se cancela entre sí.
Propiedades de PCl5
- El pentacloruro de fósforo existe como un cristal sólido con un olor acre.
- La masa molecular de este compuesto es de 208,2 g/mol.
- La exposición a una alta concentración de PCl5 puede provocar problemas de salud graves.
- La densidad de PCl5 es de 2,1 g / cm3.
- Se descompone fácilmente en agua para formar ácido fosfórico.
- El punto de fusión de este compuesto químico es 160.5 °C o 320.9 °F.
- El punto de ebullición del PCl5 es de alrededor de 166,8 °C o 332,2 °F.
- A una temperatura de 80 °C, la presión de vapor del PCl5 es de 1,11 kPa.
- Es de naturaleza no inflamable.
Usos de PCl5
- Es ampliamente utilizado como agente de cloración utilizado en la preparación de diversos productos en la industria.
- También se utiliza como agente deshidratante.
- Tiene su gran uso como compuesto intermedio en la fabricación de pesticidas y tratamiento de aguas.
- Se utiliza para mejorar la estructura de grano de los metales.
- También ayuda a producir un compuesto químico, es decir, hexafluorofosfato de litio que es un electrolito utilizado en baterías de iones de litio
Conclusión
El pentacloruro de fósforo es de naturaleza no polar debido a su estructura geométrica. Es de naturaleza simétrica, es decir, bipiramidal trigonal. Debido a lo cual la polaridad de los enlaces P-CL se cancela entre sí.
Por lo tanto, es posible que una molécula pueda ser no polar incluso si hay enlaces polares presentes en ella. Esto se debe a la estructura geométrica simétrica como en el caso de PCl5.
Estos son los factores que declaran al PCl5 una molécula no polar.