PCl5 est-il polaire ou non polaire?

Le pentachlorure de phosphore est un composé chimique de formule chimique PCl5. Il existe sous forme de cristaux incolores à température ambiante. C’est un agent de chloration commun utilisé dans diverses réactions. Il est sensible à l’humidité et à l’eau. De nombreux étudiants peuvent se demander si PCl5 est polaire ou non. Dans cet article, je répondrai à cette question et couvrirai également les sujets environnants.

Alors, PCl5 est-il polaire ou non polaire? PCl5 est de nature apolaire car il a la structure géométrique symétrique grâce à laquelle la polarité des liaisons P-Cl est annulée les unes par les autres. En conséquence, le moment dipolaire net de PCl5 ressort à zéro.

PCl5 est un cristal incolore en apparence à température ambiante. C’est l’un des réactifs de chloration courants.

Il a été découvert par un célèbre chimiste anglais Humphry Davy en 1808.

Le composé chimique PCl5 a une odeur âcre. Le nom IUPAC de PCl5 est le pentachlorure de phosphore.
Les échantillons utilisés commercialement dans les laboratoires peuvent être jaunâtres en raison de la présence d’HCl dans celui-ci.

Si nous parlons de la composition chimique du PCl5, il se compose de 5 atomes de chlore et 1 atome de phosphore attachés par des liaisons covalentes.

Les électrons de valence du phosphore sont de 5 électrons et celui du chlore de 7.

L’atome de chlore a besoin de 1 électron pour compléter son octet. Par conséquent, 5 atomes de chlore partagent 1 électron de l’atome de phosphore ne laissant aucune paire isolée.

Les molécules de PCl5 deviennent neutres avec cette configuration électronique.

L’électronégativité du phosphore est de 2,19 et celle du chlore de 3,16. La différence entre l’électronégativité du phosphore et du chlore génère la polarité de la liaison P-Cl.

L’électronégativité d’un atome est sa force pour attirer les paires d’électrons liés vers lui. Un atome plus électronégatif attire légèrement plus la paire d’électrons liés vers lui.

De même, dans la liaison P-Cl, l’atome de chlore attire l’électron lié plus près de lui. En conséquence, l’atome de chlore gagne une charge négative partielle et l’atome de phosphore obtient une charge positive partielle.

Mais en raison de la forme géométrique symétrique de PCl5 ie; bipyramidal trigonal, la polarité de la liaison P-Cl est annulée l’une par l’autre et donne à PCl5 une molécule polaire globale.

Que sont les molécules Polaires et non polaires?

Les molécules sont maintenues par des forces de liaison qui peuvent être ioniques, covalentes métalliques et de liaison hydrogène. Les liaisons covalentes peuvent être polaires ou non polaires qui dépendent de différents facteurs tels que l’électronégativité, la forme géométrique et le moment dipolaire.

Molécules polaires: Ce sont les molécules qui ont un moment dipolaire net égal à non nul. La liaison covalente entre deux atomes est dite polaire si ces deux atomes partagent une distribution de charge inégale.

Ces deux atomes ont une électronégativité inégale et ont donc un moment dipolaire non nul.

Des exemples de tels composés sont H2O, OF2, etc. vous pouvez vérifier la raison de la polarité de H2O.

Molécules non polaires: Ce sont les molécules qui ont un moment dipolaire nul. Les deux atomes liés de manière covalente forment une liaison non polaire si les atomes partagent une proportion égale de charge.

Ces atomes ont également la même valeur d’électronégativité et forment donc un moment dipolaire nul.

Des exemples de telles molécules sont CO2, O2, PCl5, etc. Découvrez la raison de la non-polarité de CCl4.

Remarque: Il peut être possible d’avoir l’existence d’une liaison polaire au sein d’une molécule apolaire. En effet, la polarité de telles liaisons s’annule les unes avec les autres en raison de la structure géométrique symétrique de la molécule.

Pourquoi le PCl5 est-il une molécule apolaire?

Le pentachlorure de phosphore est de nature apolaire car il a une forme symétrique. Il présente une forme géométrique bipyramidale trigonale.

Les trois liaisons P-Cl sont dans une seule plaine maintenue aux coins du triangle équilatéral et les deux autres liaisons se trouvent axialement au plan des trois liaisons.

La molécule de PCl5 a des atomes de chlore et de phosphore ayant une différence d’électronégativité de 0,97D qui détermine la polarité de la liaison P-Cl.

L’atome de chlore est plus électronégatif que le phosphore. En conséquence, l’atome de chlore partage une plus grande proportion de charge, il attire légèrement plus la paire liée vers lui et gagne une charge négative partielle.

D’autre part, l’atome de phosphore gagne une charge positive partielle.

La liaison P-CL assure un moment dipolaire non nul, mais en raison de la structure géométrique symétrique, la polarité de la liaison P-Cl est annulée par d’autres liaisons P-Cl.

Par conséquent, il est très important de comprendre que bien que PCl5 ait des liaisons polaires en son sein, il s’agit d’une nature non polaire en raison de sa forme symétrique.

La structure géométrique de PCl5

Il y a cinq atomes de chlore attachés au phosphore et toutes les liaisons sont de nature covalente.

Les trois liaisons se trouvent dans un seul plan de telle sorte que trois liaisons P-Cl font un angle de 120 degrés l’une avec l’autre et se trouvent aux coins d’un triangle équilatéral.

Et les deux liaisons P-Cl restantes sont aux deux extrémités d’un axe passant par le plan de trois liaisons P-Cl.

Les deux liaisons axiales à la molécule sont perpendiculaires au plan des trois autres liaisons P-Cl

La longueur de liaison des deux liaisons P-CL qui sont axiales à la molécule est de 240 pm et celle des liaisons P-CL qui sont dans un autre plan est de 202 pm.

La forme de PCl5 est bipyramidale trigonale.

Ci-dessus est l’image de la structure géométrique de la molécule de pentachlorure de phosphore.

Facteurs affectant la polarité d’une molécule

Électronégativité: L’électronégativité d’un atome détermine la force d’attirer les électrons liés vers lui. S’il y a une différence dans l’électronégativité de deux atomes formant une liaison covalente, la liaison est dite de nature polaire.

La polarité d’une molécule est directement proportionnelle à la différence de leur électronégativité.

Moment dipolaire : C’est la mesure de la polarité d’une molécule. Plus le moment dipolaire d’une molécule est grand, plus sa polarité est grande.

Par conséquent, la polarité d’une molécule est également directement proportionnelle à son moment dipolaire. Mathématiquement, le moment dipolaire d’une molécule est le produit de la charge et de la longueur de liaison.

Structure géométrique: Les molécules de nature symétrique ont tendance à être apolaires. Ces molécules sont globalement de nature apolaire même si elles contiennent une liaison polaire en leur sein.

Car en raison de la structure symétrique, la polarité d’une telle molécule est annulée les unes par les autres.

Propriétés du PCl5

• Le pentachlorure de phosphore existe sous forme de cristal solide à l’odeur âcre.
• La masse moléculaire de ce composé est de 208,2 g/mol.
• L’exposition à une concentration élevée de PCl5 peut entraîner de graves problèmes de santé.
• La densité de PCl5 est de 2,1 g/cm3.
• Il se décompose facilement dans l’eau pour former de l’acide phosphorique.
• Le point de fusion de ce composé chimique est de 160,5 ° C ou 320,9 ° F.
• Le point d’ébullition de PCl5 est d’environ 166,8 ° C ou 332,2 ° F.
• À une température de 80 ° C, la pression de vapeur de PCl5 est de 1,11 kPa.
• Il est de nature ininflammable.

Utilisations de PCl5

• Il est largement utilisé comme agent de chloration utilisé dans la préparation de divers produits dans l’industrie.
• Il est également utilisé comme agent déshydratant.
• Il est très utilisé comme composé intermédiaire dans la fabrication de pesticides et le traitement de l’eau.
• Il est utilisé pour l’amélioration de la structure des grains des métaux.
• Il aide également à produire un composé chimique, c’est-à-dire l’hexafluorophosphate de lithium qui est un électrolyte utilisé dans les batteries lithium-ion

Conclusion

Le pentachlorure de phosphore est de nature non polaire en raison de sa structure géométrique. Il est de nature symétrique, c’est-à-dire bipyramidal trigonal. En raison de laquelle la polarité des liaisons P-CL est annulée les unes par les autres.

Par conséquent, il est possible qu’une molécule puisse être non polaire même si des liaisons polaires y sont présentes. Ceci est dû à la structure géométrique symétrique comme dans le cas de PCl5.

Ce sont les facteurs qui déclarent PCl5 une molécule apolaire.