El presente artículo trata sobre el ClF5 (pentafluoruro de cloro) que es un compuesto interhalogenado. Conozcamos algunos datos interesantes sobre este compuesto.
En la estructura de ClF5 Lewis, el átomo central de cloro (Cl) está unido a 5 átomos de flúor (F) mediante enlaces simples. La molécula de ClF5 contiene 16 pares solitarios, cada átomo de flúor tiene 3 pares solitarios y un par solitario está presente en el átomo de cloro.
| Nombre molecular | Pentafluoruro de cloro |
| Fórmula química | ClF5 |
| Átomo central de la estructura de Lewis | Cloro |
| Número de pares solitarios en el átomo central | 1 |
| Geometría Molecular de OF2 | piramidal cuadrada |
| Geometría electrónica de OF2 | octaédrico |
| Ángulo de enlace (Cl – F) | 90 grado |
| Nº de electrones de valencia para ClF5 | 42 |
| La carga formal de la molécula ClF5 | 0 |
| Hibridación del átomo central | sp3d2 |
| Solubilidad | Reacciona con agua |
| Naturaleza | compuesto neutro |
| Naturaleza de los bonos | Enlaces covalentes |
¿Cuántos electrones de valencia están presentes en la estructura de ClF5 Lewis?
En la molécula de ClF5, el átomo de cloro y el átomo de flúor tienen 7 electrones en su capa de valencia.
Cálculo de electrones de valencia en la molécula ClF5-
| Átomos en ClF5 | Electrones de valencia | Número de átomos en ClF5 | Electrones totales |
| Cloro | 7 | 1 | 7*1 = 7 |
| Flúor | 7 | 5 | * = 7 5 35 |
| 42 |
Por tanto,
en la molécula de ClF5 hay un total de 42 electrones de valencia.
Pasos para dibujar la estructura de Lewis de ClF5
La explicación paso a paso para dibujar el diagrama de Lewis de ClF5 –
Paso 1: Calcular los electrones de valencia totales presentes en la molécula de ClF5
Comenzaremos por encontrar el número de electrones de valencia en la molécula de ClF5.
(Los electrones de valencia son el número de electrones presentes en la capa de valencia de un átomo)
Ambos elementos, el flúor y el cloro, pertenecen al grupo 17.th por lo que el número de electrones de valencia tanto para el cloro como para el flúor es 7.
Cálculo de electrones de valencia en ClF5 –
| Átomos en ClF5 | Electrones de valencia | Número de átomos en ClF5 | Electrones totales |
| Cloro | 7 | 1 | 7*1 = 7 |
| Flúor | 7 | 5 | * = 7 5 35 |
| 42 |
Paso 2: Decide el átomo central
Mientras dibujaba el Estructura de puntos de Lewis mantenga siempre el átomo menos electronegativo en el centro.
Como sabemos que la electronegatividad aumenta en un período de izquierda a derecha y disminuye de arriba hacia abajo en un grupo, el cloro es menos electronegativo que el flúor.
Nota: El flúor es el elemento más electronegativo de la tabla periódica.
mantenga el átomo de cloro menos electronegativo en el centro y el átomo de flúor 5 que lo rodea y dibuje la estructura esquelética para molécula de ClF5.
Paso 3: Coloque un enlace o un par de electrones entre el átomo de Cl y F
Coloque dos electrones (par de electrones) entre los átomos de cloro y flúor para indicar un enlace químico.
Paso 4: Haz felices a los átomos exteriores completando su octeto
Los elementos del grupo principal se alegraron cuando alcanzaron la configuración de octetos de su elemento de gas noble más cercano (18th grupo). Esto es lo que llamamos Regla del Octeto (Excepción: el hidrógeno completa la configuración doble como la del gas noble He).
Paso 5: Pon los electrones restantes en el átomo central:
ClF5 tiene 42 electrones de valencia, de los cuales 10 electrones se usan para formar enlaces entre Cl y F, mientras que 30 electrones están presentes como pares solitarios en los 5 átomos de flúor circundantes y quedan dos electrones.
ahora mantendremos estos dos electrones en el átomo de cloro central.
Paso 6: Verifique el valor del cargo formal
Antes de confirmar esto como nuestro último Estructura de Lewis diagrama, comprobaremos la carga formal de cada elemento atómico en la molécula de ClF5.
Carga formal = electrones de valencia – 0.5 * electrones enlazantes – electrones no enlazantes
Para el átomo central Cloro –
Número de electrones no enlazantes de cloro = 2
Número de electrones de enlace del cloro = 10
Cargo Formal por Cloro = 7 – 0.5*10 – 2 = 0
Para los átomos exteriores de flúor –
Número de electrones no enlazantes de flúor = 6 (3 pares solitarios)
Número de electrones de enlace del flúor = 2
Carga formal del átomo de flúor =7 – 0.5*2 – 6 = 0
Como los elementos F y O tienen las cargas formales mínimas posibles, eso significa que hemos obtenido nuestro perfecto estructura de Lewis.
¿Cuál es la carga formal de los átomos presentes en la molécula de estructura de Lewis ClF5?
La carga formal es la carga eléctrica que se le da a un átomo en una molécula cuando todos los electrones en un enlace se comparten por igual o mientras se ignora la diferencia de electronegatividad de los átomos.
Carga formal = electrones de valencia – 0.5 * electrones enlazantes – electrones no enlazantes
Para el átomo central Cloro –
Número de electrones no enlazantes de cloro = 2
Número de electrones de enlace del cloro = 10
Cargo Formal por Cloro = 7 – 0.5*10 – 2 = 0
Para los átomos exteriores de flúor –
Número de electrones no enlazantes de flúor = 6 (3 pares solitarios)
Número de electrones de enlace del flúor = 2
Carga formal del átomo de flúor =7 – 0.5*2 – 6 = 0
¿ClF5 es una excepción a la regla del octeto?
De acuerdo con la regla del octeto, los elementos del grupo principal intentan obtener una configuración de octeto de su elemento de gas noble más cercano. En la molécula de ClF5, todos los 5 átomos de flúor alcanzan su octeto. Todos los 5 átomos de flúor tienen tres pares no enlazados y un par enlazado a su alrededor.
Pero el átomo de cloro central tiene cinco pares enlazados y un par solitario a su alrededor, lo que hace que el total de electrones circundantes sea 12.
Por lo tanto, la molécula ClF5 es una excepción a la regla del octeto.
¿Por qué la geometría electrónica de ClF5 es octaédrica aunque la molécula tiene una geometría piramidal cuadrada?
La molécula de ClF5 tiene 42 electrones de valencia.
De 42 electrones -
- 10 electrones están presentes como pares enlazados entre átomos de flúor y cloro
- 30 electrones están presentes como pares solitarios en los cinco átomos de flúor.
- Dos electrones están presentes en el átomo central de cloro como pares solitarios.
Como la geometría electrónica se encuentra considerando tanto los pares enlazados como los pares solitarios en una molécula, la geometría electrónica de la molécula Clf5 es piramidal cuadrada.
¿Por qué los ángulos de enlace en ClF5 son un poco menos de 90 grados y no exactamente 90 grados?
Debido a la presencia de un par solitario en el átomo de cloro central que causa repulsión con los pares de enlace, el ángulo de enlace de F axial y ecuatorial se vuelve distorsionada, lo que da como resultado ángulos de enlace de menos de 90 grados.
Por tanto, los ángulos de enlace en ClF5 son ligeramente inferiores a 90 grados.
¿Cómo averiguar la geometría molecular/electrónica de la molécula ClF5?
Para responder a esta pregunta, utilizaremos el modelo VSEPR:
La forma larga de VSEPR es la teoría de la repulsión del par de electrones de la capa de valencia.
Al usar la teoría VSEPR, podemos conocer la geometría molecular tridimensional de cualquier molécula que no podemos hacer usando el Estructura de Lewis que solo puede predecir la geometría bidimensional.
La geometría de ClF5 se puede encontrar de las siguientes maneras:
1)El número de pares solitarios presentes en el cloro (Cl) en su estructura de Lewis es:
Par solitario = 0.5*(electrones de valencia en Cl – No. de átomos unidos a Cl)
= 0.5*(7-5)
= 1
2) Hibridación del átomo de cloro –
La hibridación del cloro en ClF5 es:
Número de hibridación = No. de átomos unidos a Cl + NO. de pares solitarios en Cl
= 5 + 1
= 6
Como el número de hibridación de 6, la hibridación de la molécula ClF5 es sp3d2
3) Usar la notación VSEPR para obtener la geometría molecular:
Ahora la notación VSEPR es AXnEx
notación AXnEx
Dónde,
A es el átomo central
(En ClF5, el cloro es el átomo central)
X son los átomos unidos al átomo central,
(En ClF5, F son los átomos unidos al átomo central)
n es el número de átomos
(En ClF5, n=5)
E son pares solitarios de electrones presentes en el átomo central
x es el número de pares solitarios
(En ClF5, x=1)
Entonces, para la molécula ClF5, la fórmula AXnEx es AX5E1
De acuerdo con el gráfico VSEPR, la molécula con fórmula AX5E1 tiene forma molecular como Square Pyramid.
| Dominios totales | Formula general | átomos enlazados | Pares solitarios | forma molecular | geometría electrónica |
| 1 | AX | 1 | 0 | Lineal | Lineal |
| 2 | AX2 | 2 | 0 | Lineal | Lineal |
| AX | 1 | 1 | Lineal | Lineal | |
| 3 | AX3 | 3 | 0 | Trigonal plana | Trigonal plana |
| AX2E | 2 | 1 | Doblado | Trigonal plana | |
| AXE2 | 1 | 2 | Lineal | Trigonal plana | |
| 4 | AX4 | 4 | 0 | Tetraédrica | Tetraédrica |
| AX3E | 3 | 1 | Pirámide trigonal | Tetraédrica | |
| AX2E2 | 2 | 2 | Doblado | Tetraédrica | |
| AXE3 | 1 | 3 | Lineal | Tetraédrica | |
| 5 | AX5 | 5 | 0 | Bipirámide trigonal | Bipirámide trigonal |
| AX4E | 4 | 1 | Ver Saw | Bipirámide trigonal | |
| AX3E2 | 3 | 2 | Forma T | Bipirámide trigonal | |
| AX2E3 | 2 | 3 | Lineal | Bipirámide trigonal | |
| 6 | AX6 | 6 | 0 | Octaédrico | Octaédrico |
| AX5E | 5 | 1 | Pirámide cuadrada | Octaédrico | |
| AX4E2 | 4 | 2 | plano cuadrado | octaédrico |
Como ClF5 tiene notación AX5E1, la geometría molecular de ClF5 es piramidal cuadrada
Geometría piramidal cuadrada de ClF5
¿Por qué ClF5 es una molécula polar?
Una molécula se dice polar cuando:
- La diferencia de electronegatividad entre los átomos enlazados es mayor que O.4
- Contiene un enlace polar con un extremo positivo y otro negativo.
- Tiene geometría asimétrica para que los dipolos no se cancelen.
Pero a veces la molécula con enlace polar puede resultar no polar debido a la distribución simétrica de las cargas, por lo que el momento dipolar resultante es 0.
El pentafluoruro de cloro (ClF5) es una molécula polar debido a las siguientes razones:
- La diferencia de electronegatividad entre el cloro (electronegatividad 3.16) y el flúor (electronegatividad 3.98) es 0.82
- ClF5 es una molécula asimétrica ya que el átomo central de cloro tiene un par solitario presente en él.
Hibridación en ClF5
La hibridación es la fusión de los orbitales atómicos del átomo en una molécula para formar orbitales de igual energía y orientación.
En ClF5, el átomo de cloro central forma cinco enlaces simples con 5 átomos de flúor y un par solitario está presente en él.
Para formar enlaces con átomos de flúor, los orbitales del átomo de cloro se hibridan.
La configuración electrónica del estado fundamental del cloro y el flúor son:
Cloro (estado fundamental): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Flúor (estado fundamental): 1S2 2S2 2P5
Configuración electrónica del cloro después de ganar electrones al formar enlaces con flúor-
Cloro 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Número estérico = Número de enlaces sigma que rodean el átomo central + Número de pares de electrones solitarios en el átomo central
Número estérico = 5 + 1 = 6
Entonces, la hibridación del cloro en la molécula ClF5 es Sp3d2
¿Afecta la regulación de la ClF5 exhibe resonancia?
Una molécula puede exhibir resonancia cuando:
- Hay una interacción entre dos enlaces pi en la molécula.
or
- Hay una interacción entre un enlace pi y un solitario de electrones presentes en un átomo adyacente en una molécula.
ClF5 no muestra resonancia ya que no hay enlaces pi presentes en la molécula de ClF5.
¿Por qué el pentafluoruro de cloro es un compuesto covalente a pesar de que contiene átomos electronegativos?
Como la diferencia de electronegatividad entre los halógenos, el cloro y el flúor es baja, el ClF5 es un compuesto covalente.
¿El ClF5 es de naturaleza neutra?
Sí, ClF5 es de naturaleza neutra y contiene dos átomos de halógeno diferentes: uno de cloro y cinco de flúor.
Conclusión:
El pentafluoruro de cloro es un compuesto interhalógeno. No sigue la regla del octeto. Tiene una geometría piramidal cuadrada. ClF5 es una molécula polar con un momento dipolar de 0.82D. No muestra resonancia. Es de naturaleza neutra.
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