Estructura de Lewis PCl5: dibujos, hibridación, forma, cargas, pares y hechos detallados

Aquí, exploraremos cómo dibujar la estructura de pcl5 lewis, la hibridación, las cargas formales, la naturaleza química, los parámetros de polaridad y otras propiedades relacionadas de PCL.5, junto con sus usos.

El fósforo pertenece al grupo 15 de la tabla periódica, es decir, la familia del nitrógeno que tiene los electrones más externos en la subcapa 3p. en PCl5, El fósforo está unido a 5 átomos de cloro. vía cinco enlaces sencillos y se encuentran en forma sólida cristalina de color amarillo verdoso con un peso molecular de 208.2 g/mol y emiten un olor muy desagradable. Además, la estructura de lewis Pcl5 exhibió la regla del octeto extendida.

pasos para dibujar PCl5 estructura de luis

Dibujemos los puntos de Lewis para PCl5 siguiendo los siguientes pasos uno por uno:

Encuentre cuántos electrones de valencia están disponibles para unirse en PCL5

P (Z = 15) = [Ne] 3s²3p³  es decir. Hay 5 electrones de valencia para el fósforo

Cl (Z = 17) = [Ne] 3s²3p⁵ es decir. 7 electrones por cada átomo de cloro

Recuento total de electrones = 5 + 7*5 (como Cl total =5) = 40

  • Como el átomo menos electronegativo ocupará la posición central, por lo tanto, P se colocará en el centro y los átomos de Cl se colocarán en los lados exteriores.
  • En general, cada átomo primero es un donante sigma, es decir, asignaremos pares de electrones compartidos en primer lugar para enlaces simples y el resto de los electrones se tomarán como un par solitario. 
  • Cabe señalar que la disposición de los pares de electrones en el estructura de luis es tal que indica una configuración estable. Ahora, siguiendo el procedimiento anterior, obtenemos una imagen de los puntos de Lewis de PCL5.
Estructura de Lewis PCL5
PCl5 estructura de luis  (Figura 1)

PCl5 regla del octeto de la estructura de lewis

De acuerdo con la regla del octeto, después de la formación del enlace entre los respectivos átomos (como aquí tenemos Cl y P), todos los átomos en la fórmula de Lewis deben tener un total de 8 electrones. Sin embargo, en el PCL5,molécula, hay 10 electrones disponibles para P y 8 electrones para el átomo de Cl.

Ocurrió debido a la presencia de orbitales d, por lo que pueden tener un octeto expandido. Estas moléculas se denominan compuestos hipervalentes. 

Aparte de PCL5, otras moléculas como IF7 y SF6 también entran en esta categoría; estas moléculas siguen la regla del octeto. En otras palabras, tener un octeto expandido.

PCl5 resonancia de la estructura de lewis

PCL5 es de naturaleza iónica y capaz de mostrar resonancia estructura híbrida como se indica a continuación y nuevamente estas estructuras cumplieron con la regla del octeto expandido ya que P contiene 10 electrones como se explica en la regla del octeto.

fig.2
PCl híbrido5 estructuras resonantes (Figura 2)

Cálculo de formal ccarga por PCL5 estructura de luis

Cargas formales = [electrones de valencia – electrones no enlazados – ½ electrones enlazados]

Cálculo de la carga formal del átomo de fósforo

Electrones de valencia = 5 (como pertenecen al segundo grupo)

Recuento de electrones no enlazados = 0

electrones enlazados = 10

FC = 5 – 0 – 10/2 = 0

Cálculo de la carga formal del átomo de cloro

Recuento total de valencia = 7

Recuento de electrones no enlazados = 6

electrones enlazados = 2

FC = 7 -6 – 2/2 = 0

Por lo tanto, cargo formal total = 0

Hibridación de PCl5

La hibridación significa la superposición de los orbitales atómicos de los átomos previstos de modo que redistribuyan sus energías, lo que da como resultado la formación de nuevos orbitales llamados orbitales hibridados. Todo el fenómeno se llama hibridación. La hibridación reportada para PCl5 is Sp3d, en el que están involucrados un orbital, tres orbitales p y un orbital d. Veamos cómo está sucediendo.

 Pasos implicados en la hibridación de PCL5:

pasos de hibridación
Figura 3 y XNUMX. Pasos de hibridación que muestran la formación de PCL5

PCL5 estructura pares solitarios

Como se ha explicado anteriormente la hibridación, aquí surge una pregunta: ¿PCL5 tiene pares solitarios? Por lo general, el par solitario significa aquellos que no participan en la vinculación. Sin embargo, está claro a partir de los pasos de hibridación que cada electrón está involucrado en la superposición. Por lo tanto, el recuento total de pares solitarios es cero para el pentacloruro de fósforo.

PCL5 ángulo, forma y tipo de enlace de la estructura de Lewis

PCL5 adoptado triangular bipiramidal geometría en la que todos los ángulos de enlace no son equivalentes es decir.  Todos los átomos de cloro unidos al átomo central no están en el mismo entorno. De 5, 3 átomos de cl están en el mismo plano mientras que quedan dos en uno diferente, todos juntos formando una disposición bipiramidal trigonal como se muestra en la imagen de arriba.

fig.4
Forma bipiramidal trigonal (wikipedia)

Tipos de bonos están presentes en PCL5

Como se discutió anteriormente, todos los átomos de cl no son iguales y poseían diferentes ángeles de enlace, así como también tipos de enlace.

De 5 enlaces covalentes, tres enlaces se encuentran en el plano trigonal y se conocen como enlaces ecuatoriales mientras que los dos restantes, uno se encuentra sobre el plano (representado por el enlace de guión en la figura 1) y el otro debajo del plano (representado por el enlace de guión) y se denomina como enlaces axiales.

En general, el ángulo de enlace se define como el ángulo entre dos orbitales que contienen electrones de enlace alrededor del átomo central en la molécula dada. Hay dos ángulos de enlace ya que existen dos tipos de enlaces en la estructura. Como se puede observar en la imagen dada, los ángeles entre dos átomos de cloro ecuatoriales son 120o mientras que el ángulo entre un átomo de cloro ecuatorial y axial es de 900

fig5
Aquí a = enlace axial, b= enlace ecuatorial (Figura 5)

PCL5 ¿polar o no polar?

La naturaleza polar de PCL5 es bastante sorprendente ya que debido a la presencia de dos tipos de enlaces, se espera que sea de naturaleza polar. Sin embargo, la geometría, es decir,, bipiramidal trigonal, es responsable de la disposición de tal manera que los enlaces opuestos reducen los momentos dipolares entre sí, lo que resulta en una naturaleza no polar.

PCL5 usos

  • Actúa como un agente de cloración ya que tiene comparativamente dos átomos de cloro sueltos en posiciones axiales, que pueden extraerse fácilmente. Puede actuar como un agente adecuado para la cloración.
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  • Se utilizan como agente deshidratante (eliminación de agua) en muchas reacciones químicas en química.
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  • Dos medicinas populares, la penicilina y la cefalosporina, se fabrican utilizando PCL5. Actúa como catalizador en muchas reacciones, como la formación de acetilcelulosa y reacciones típicas de ciclación.
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  • Se utiliza para formar cloruros de ácido.
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  • Muchos compuestos orgánicos de fósforo están siendo preparados por él.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la naturaleza de PCL?5 ?

Sí, es por su naturaleza reactiva ya que cuando entra en contacto con el agua reacciona vigorosamente y también daña la piel humana. Además, la inhalación de PCL5  durante más tiempo puede causar irritación en la cavidad nasal y la garganta.

¿Por qué los enlaces axiales son más largos que los ecuatoriales en PCL?5?

Los enlaces axiales son más largos que los enlaces ecuatoriales. Puede explicarse en términos de fuerzas repulsivas entre pares de electrones debido a diferentes ángulos de enlace. Como se muestra en la figura 4, los átomos de cloro en posiciones axiales son repelidos por tres átomos de cloro ecuatoriales en un ángulo de 90o y uno a 1800, respectivamente.

Generalmente, las repulsiones entre los pares de electrones son inversamente proporcionales a los ángulos de enlace. Por lo tanto, las repulsiones entre el par de electrones a 1800 pueden despreciarse en comparación con los de 90o. Por lo tanto, considerando solo las repulsiones entre pares de electrones a 90o, podemos concluir que tres pares de electrones se repelen en cada enlace axial.

Esto indica que el par de enlaces axiales encuentra mayores repulsiones de otros enlaces y, por lo tanto, el enlace axial es ligeramente más largo que un enlace ecuatorial.

como pcl5, IP5 puede existir?

La hibridación de PCL5 tiene lugar debido al tamaño pequeño y la naturaleza electronegativa del átomo de Cl, mientras que el yodo es relativamente mucho más grande en tamaño y también más electropositivo; por lo tanto, la hibridación está restringida en este caso y la formación de PI5 no es posible.

es pcl5 ¿Agente oxidante o un agente reductor?

Tiene un estado de oxidación de +5 y no puede mostrar más allá. Por lo tanto, PCl5 no puede actuar como un agente reductor como el propio agente reductor sufren oxidación pero provocan la reducción de otras moléculas. Por lo tanto, queda la única opción de agente reductor para PCL5 ya que el átomo de P tiene tendencia a reducir su número de oxidación de +5 a +3. 

¿Cómo es PCl?5 almacenado dentro del laboratorio químico?

se utilizan frascos bien tapados para mantener el PCL5 porque es bastante reactivo y puede reaccionar con las moléculas de agua presentes en el entorno circundante para dar ácido clorhídrico y ácido ortofosfórico.

Por qué PCL sólido5  existir como [PtCl4]+ [PtCl6]?

PCL5 tiene una geometría bipiramidal trigonal que no es estable debido a las longitudes de enlace desiguales de los enlaces axiales y ecuatoriales. Por lo tanto, esta geometría no es regular y PCl5 tienden a moverse hacia una disposición espacial más estable de los átomos ( ie geometría más estable). Como resultado en fase sólida, PCl5 se disocia para lograr geometrías tetraédricas y octaédricas más estables.

PCl5  es una base o un acido?

Según la definición de Lewis de base y ácido; un ácido puede aceptar un par de electrones de otras especies, mientras que la base es una sustancia que puede denotar un par de electrones. Dado que en PCl5, debido a la presencia de orbitales d vacíos, puede aceptar fácilmente electrones y, por lo tanto, actuar como un ácido de Lewis.

cual es la mejor manera para formar PCl5 ?

 PCl5 se forma utilizando un procesamiento por lotes o continuo en el que, PCl3  se toma como precursor y se disuelve primero en tetracloruro de carbono y luego se vierte esta mezcla en un recipiente encamisado que contiene un agitador y un condensador de reflujo fijo.

Todo el aparato está bien cubierto y Cl2 se introduce por medio de un recipiente encamisado. Todo el proceso se lleva a cabo en un ambiente inerte debido a la naturaleza reactiva de PCl5. Después de la reacción, el CS izquierdo2 se descarta.

es pcl5  soluble en H2O?

Desde PCl5 es de naturaleza no polar, no puede mezclarse en un solvente polar como el agua. Sin embargo, puede disolverse fácilmente en solventes no polares..

Cual es mas reactivo PCL5 o PCl3 ?

En el mundo de la química, la reactividad de cualquier sustancia es inversamente proporcional a la estabilidad de la sustancia (reactividad = 1/estabilidad). De acuerdo con esta regla, PCl3 relativamente tiene una geometría más estable que el PCl5. Por lo tanto, menos reactivo en la naturaleza.

Datos interesantes !

El fósforo es el elemento más abundante del grupo 15 a pesar de que ocupa diez posiciones en abundancia entre todos los elementos de la tierra.

El fósforo es importante debido a su presencia en las rocas de fosfato que pueden utilizarse como fuente de fertilizantes fosfatados y también son capaces de formar otras aleaciones útiles.

El cloro es el tercer elemento abundante en el océano y ocupa el puesto 3 en la lista de los elementos más abundantes. 

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