PCl5-Lewis-Struktur: Zeichnungen, Hybridisierung, Form, Ladungen, Paare und detaillierte Fakten

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Hier werden wir untersuchen, wie die pcl5-Lewis-Struktur, Hybridisierung, Formalladungen, chemische Natur, Polaritätsparameter und andere verwandte Eigenschaften von PCL gezeichnet werden5, zusammen mit seinen Verwendungen.

Phosphor gehört zur 15. Gruppe des Periodensystems, dh zur Stickstofffamilie mit äußersten Elektronen in der 3p-Unterschale. In PCl5, Phosphor ist an 5 Chloratome gebunden   fünf Einfachbindungen und liegen in gelbgrüner, kristalliner, fester Form mit einem Molekulargewicht von 208.2 g/mol vor und verströmen einen sehr unangenehmen Geruch. Auch Pcl5 Lewis-Struktur zeigte eine erweiterte Oktettregel.

Schritte zum Zeichnen PCl5 Lewis-Struktur

Lassen Sie uns die Lewis-Punkte für PCl zeichnen5 indem Sie die folgenden Schritte nacheinander ausführen:

Finden Sie heraus, wie viele Valenzelektronen für die Bindung in PCL verfügbar sind5

P (Z = 15) = [Ne] 3s²3p³  dh. 5 Valenzelektronen gibt es für Phosphor

Cl (Z = 17) = [Ne] 3s²3p⁵ dh. 7 Elektronen für jedes Chloratom

Gesamtzahl der Elektronen = 5 + 7 * 5 (als Gesamt-Cl = 5) = 40

  • Da das weniger elektronegative Atom die zentrale Position einnehmen wird, werden P in der Mitte und Cl-Atome an den Außenseiten platziert.
  • Im Allgemeinen ist jedes Atom zuerst ein Sigma-Donor, dh wir werden zunächst gemeinsame Elektronenpaare für Einfachbindungen zuweisen und den Rest der Elektronen als einsames Paar nehmen. 
  • Man sollte beachten, dass die Anordnung der Elektronenpaare in der Lewis-Struktur so ist, dass es eine stabile Konfiguration anzeigt. Nach dem obigen Verfahren erhalten wir nun ein Bild von Lewis-Punkten von PCL5.
PCL5-Lewis-Struktur
PCI5 Lewis-Struktur  (Abbildung 1)

PCl5 Lewis-Struktur-Oktett-Regel

Nach der Oktettregel sollten nach der Bindungsbildung zwischen den jeweiligen Atomen (wie hier Cl und P) alle Atome in der Lewis-Formel insgesamt 8 Elektronen haben. Allerdings in der PCL5,Molekül stehen 10 Elektronen für das P- und 8 Elektronen für das Cl-Atom zur Verfügung.

Dies geschah aufgrund des Vorhandenseins von d-Orbitalen, aufgrund derer sie ein erweitertes Oktett haben können. Solche Moleküle werden hypervalente Verbindungen genannt. 

Abgesehen von PCL5, andere Moleküle wie IF7 und SF6 fallen ebenfalls unter diese Kategorie; diese Moleküle folgen der Oktettregel. Mit anderen Worten, haben Sie ein erweitertes Oktett.

PCl5 Resonanz der Lewis-Struktur

PCL5 ist von Natur aus ionisch und in der Lage, Resonanz zu zeigen Hybridstruktur wie unten angegeben, und diese Struktur erfüllte wiederum die erweiterte Oktettregel, da P 10 Elektronen enthält, wie in der Oktettregel erklärt.

fig.2
Hybrid-PCl5 Resonanzstrukturen (Bild 2)

Berechnung der formalen cGebühren für PCL5 Lewis-Struktur

Formelle Ladungen = [Valenzelektronen – ungebundene Elektronen – ½ gebundene Elektronen]

Berechnung der Formalladung für das Phosphoratom

Valenzelektronen = 5 (als gehören zur zweiten Gruppe)

Ungebundene Elektronenzahl = 0

Gebundene Elektronen = 10

FC = 5 – 0 – 10/2 = 0

Berechnung der Formalladung für das Chloratom

Gesamtvalenzzahl = 7

Ungebundene Elektronenzahl = 6

Gebundene Elektronen = 2

FC = 7 -6 – 2/2 = 0

Also Gesamtformgebühr = 0

Hybridisierung von PCl5

Hybridisierung bedeutet die Überlappung von Atomorbitalen der beabsichtigten Atome, so dass sie ihre Energien umverteilen, was zur Bildung neuer Orbitale führt, die als hybridisierte Orbitale bezeichnet werden. Das ganze Phänomen nennt man Hybridisierung. Die berichtete Hybridisierung für PCl5 is Sp3d, an der ein Orbital, drei p-Orbitale und ein d-Orbital beteiligt sind. Mal sehen, wie es passiert.

 Die Schritte umfassen die Hybridisierung von PCL5:

Schritte Hybridisierung
Figure 3. Hybridisierungsschritte, die die Bildung von PCL zeigen5

PCL5 Einzelpaare strukturieren

Da die Hybridisierung oben erklärt wurde, stellt sich hier die Frage nach PCL5 hat einsame Paare? Normalerweise bedeutet einsames Paar diejenigen, die nicht an der Bindung teilnehmen. Aus den Hybridisierungsschritten wird jedoch deutlich, dass jedes Elektron an der Überlappung beteiligt ist. Daher ist die Gesamtzahl der freien Elektronenpaare für Phosphorpentachlorid null.

PCL5 Lewis-Struktur Bindungswinkel, -form und -typ

PCL5 angenommen trigonal bipyramidal Geometrie, bei der nicht alle Bindungswinkel äquivalent sind dh.  Alle an das Zentralatom gebundenen Chloratome befinden sich nicht in derselben Umgebung. Von 5 befinden sich 3 cl-Atome in derselben Ebene, während zwei in einer anderen bleiben, die alle zusammen eine trigonale bipyramidale Anordnung bilden, wie im obigen Bild gezeigt.

fig.4
Trigonal-bipyramidale Form (Wikipedia)

Arten von Bindungen sind in PCL vorhanden5

Wie oben diskutiert, sind nicht alle cl-Atome gleich und besaßen unterschiedliche Bindungswinkel sowie Bindungstypen.

Von 5 kovalenten Bindungen liegen drei Bindungen in der trigonalen Ebene und sind bekannt als äquatoriale Bindungen während zwei übrig bleiben, liegt einer über der Ebene (dargestellt durch Bindestrich in Abb. 1) und der andere unter der Ebene (dargestellt durch Bindestrich) und benannt als axiale Bindungen.

Im Allgemeinen wird der Bindungswinkel als Winkel zwischen zwei Orbitalen definiert, die Bindungselektronen um das Zentralatom in dem gegebenen Molekül enthalten. Es gibt zwei Bindungswinkel, da in der Struktur zwei Arten von Bindungen existieren. Wie aus dem gegebenen Bild ersichtlich ist, beträgt der Winkel zwischen zwei äquatorialen Chloratomen 120o während der Winkel zwischen einem äquatorialen und einem axialen Chloratom 90 beträgt0

fig5
Hier a = axiale Bindung, b = äquatoriale Bindung (Abbildung 5)

PCL5 polar oder unpolar?

Die polare Natur von PCL5 ist ziemlich überraschend, da aufgrund des Vorhandenseins von zwei Arten von Bindungen erwartet wird, dass es von Natur aus polar sein muss. Aber die Geometrie, dh, trigonal bipyramidal, ist verantwortlich für die Anordnung in der Weise, dass gegenüberliegende Bindungen die Dipolmomente voneinander abschneiden, was zu einer unpolaren Natur führt.

PCL5 verwendet

  • Es wirkt als Chlorierungsmittel, da es an axialen Positionen vergleichsweise zwei lose Chloratome aufweist, die leicht abstrahiert werden können. Es kann als geeignetes Mittel zur Chlorierung dienen.
  •  
  • Sie werden als Dehydratisierungsmittel (Entzug von Wasser) in vielen chemischen Reaktionen in der Chemie verwendet.
  •  
  • Zwei beliebte Medikamente, Penicillin und Cephalosporin, werden unter Verwendung von PCL5 hergestellt. Es wirkt als Katalysator bei vielen Reaktionen, wie der Bildung von Acetylcellulose und typischen Cyclisierungsreaktionen.
  •  
  • Zur Bildung von Säurechloriden verwenden.
  •  
  • Viele organische Phosphorverbindungen werden damit hergestellt.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die Natur von PCL5 ?

Ja, es liegt an seiner reaktiven Natur, da es bei Kontakt mit Wasser heftig reagiert und auch die menschliche Haut schädigt. Außerdem Inhalation von PCL5  bei längerer Dauer kann es zu Reizungen in der Nasenhöhle und im Rachen kommen.

Warum sind bei PCL axiale Bindungen länger als äquatoriale Bindungen?5?

Die axialen Bindungen sind länger als die äquatorialen Bindungen. Dies kann durch Abstoßungskräfte zwischen Elektronenpaaren aufgrund unterschiedlicher Bindungswinkel erklärt werden. Wie in Abbildung 4 gezeigt, werden Chloratome an axialen Positionen von drei äquatorialen Chloratomen in einem Winkel von 90 abgestoßeno und eine bei 1800, Bzw.

Im Allgemeinen sind Abstoßungen zwischen den Elektronenpaaren umgekehrt proportional zu den Bindungswinkeln. Daher Abstoßungen zwischen dem Elektronenpaar bei 1800 gegenüber 90 vernachlässigbaro. Betrachtet man also nur die Abstoßungen zwischen Elektronenpaaren bei 90okönnen wir schließen, dass drei Elektronenpaare jede axiale Bindung abstoßen.

Dies weist darauf hin, dass das axiale Bindungspaar stärkeren Abstoßungen von anderen Bindungen ausgesetzt ist und daher die axiale Bindung etwas länger ist als eine äquatoriale Bindung.

Wie PCl5, P.I5 kann bestehen?

Die Hybridisierung von PCL5 findet aufgrund der geringen Größe und elektronegativen Natur des Cl-Atoms statt, während Jod relativ viel größer und auch elektropositiver ist; daher ist die Hybridisierung in diesem Fall und die Bildung von PI eingeschränkt5 Ist nicht möglich.

Ist PCl5 Oxidationsmittel oder Reduktionsmittel?

Es hat eine Oxidationsstufe von +5 und kann nicht darüber hinaus zeigen. Daher kann PCl5 nicht als ein fungieren Reduktionsmittel da das Reduktionsmittel selbst oxidiert wird, aber die Reduktion anderer Moleküle bewirkt. Daher bleibt für PCL5 die einzige Option eines Reduktionsmittels übrig, da das P-Atom dazu neigt, seine Oxidationszahl von +5 auf +3 zu reduzieren. 

Wie ist PCl5 im Chemielabor gelagert?

Zur Aufbewahrung von PCL werden gut verschlossene Flaschen verwendet5 weil es ziemlich reaktiv ist und mit in der Umgebung vorhandenen Wassermolekülen reagieren kann, um sowohl Salzsäure als auch Orthophosphorsäure zu ergeben.

Warum festes PCL5  existieren als [PtCl4]+ [PtCl6]- ?

PCL5 hat eine trigonal-bipyramidale Geometrie, die aufgrund ungleicher Bindungslängen von axialen und äquatorialen Bindungen nicht stabil ist. Daher ist diese Geometrie nicht regulär und PCl5 tendieren dazu, sich in Richtung einer stabileren räumlichen Anordnung der Atome zu bewegen ( ie stabilere Geometrie). Als Ergebnis in fester Phase wird PCl5 dissoziiert, um stabilere tetraedrische und oktaedrische Geometrien zu erhalten.

PCl5  ist eine Base oder eine Säure?

Gemäß Lewis-Definition von Base und Säure; Eine Säure kann ein Elektronenpaar von anderen Spezies aufnehmen, während eine Base eine Substanz ist, die ein Elektronenpaar bezeichnen kann. Da in PCl5, kann es aufgrund des Vorhandenseins leerer d-Orbitale leicht Elektronen aufnehmen und daher als Lewis-Säure wirken.

Was ist der beste Weg um PCl zu bilden5 ?

 PCl5 wird entweder durch diskontinuierliche oder kontinuierliche Verarbeitung gebildet, bei der PCl3  als Vorstufe genommen und zunächst in Tetrachlorkohlenstoff gelöst und diese Mischung dann in ein Doppelmantelgefäß mit Rührer und fest eingebautem Rückflusskühler gegossen.

Die ganze Apparatur ist dicht abgedeckt und Cl2 wird mittels Doppelmantelgefäß eingebracht. Der gesamte Prozess wird aufgrund der reaktiven Natur von PCl in einer inerten Umgebung durchgeführt5. Nach der Reaktion das linke CS2 wird verworfen.

Ist PCl5  löslich in H2Ö ?

Da PCl5 von Natur aus unpolar ist, kann es nicht in ein polares Lösungsmittel wie Wasser gemischt werden. Es kann sich jedoch leicht in unpolaren Lösungsmitteln lösen.

Welches ist reaktiveres PCL?5 oder PCl3 ?

In der Welt der Chemie ist die Reaktivität jeder Substanz umgekehrt proportional zur Stabilität der Substanz (Reaktivität = 1/Stabilität). In Übereinstimmung mit dieser Regel ist PCl3 hat eine relativ stabilere Geometrie als PCl5. Daher weniger reaktiver Natur.

Interessante Fakten !

Phosphor ist das am häufigsten vorkommende Element der 15. Gruppe, obwohl es unter allen Elementen auf der Erde zehn Positionen im Überfluss einnimmt.

Phosphor ist wegen seines Vorkommens in Phosphatgestein wichtig, das als Quelle für phosphathaltige Düngemittel verwendet werden kann und auch in der Lage ist, andere nützliche Legierungen zu bilden.

Chlor ist das dritthäufigste Element im Ozean und belegt den 3. Rang in der Liste der am häufigsten vorkommenden Elemente 

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