Pentafluorură de fosfor
Pentafluorură de fosfor | |
---|---|
Numele IUPAC | |
pentafluorură de fosfor | |
Denumiri alternative | |
fluorură de fosfor (V) | |
Caracteristici generale | |
Formula moleculară sau brută | PF 5 |
Masa moleculară ( u ) | 125,97 |
Aspect | gaz incolor |
numar CAS | |
Numărul EINECS | 231-602-3 |
PubChem | 24295 |
ZÂMBETE | FP(F)(F)(F)F |
Proprietăți fizico-chimice | |
Densitate (kg m −3 , în cs ) | 5,80 |
Solubilitate în apă | hidrolizează |
Temperatură de topire | -93,8 ° C (179 K) |
Temperatura de fierbere | -84,6 ° C (189 K) |
Proprietăți termochimice | |
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) | –1596 |
Δ f G 0 (kJ mol −1 ) | –1522 |
S 0 m (J K −1 mol −1 ) | 7,95 |
C 0 p, m (J K −1 mol −1 ) | 85,0 |
Informații de siguranță | |
Simboluri de pericol chimic | |
Expresii R. | 26, 35 |
Fraze S. | 9, 26, 36/37/39, 45 |
Pentafluorura de fosfor este compusul anorganic cu formula PF 5 . În condiții normale, este un gaz incolor cu miros înțepător, mai greu decât aerul. În acest compus, fosforul se află în starea de oxidare +5. Este utilizat ca catalizator în reacțiile de polimerizare ionică. [1]
fundal
Pentafluorura de fosfor a fost descoperită și descrisă pentru prima dată de chimistul britanic Thomas Edward Thorpe în 1876. [2]
Caracteristici structurale și fizice
PF 5 este un compus molecular. Molecula are forma unei bipiramide triunghiulare ( sp 3 d ), în conformitate cu teoria VSEPR . Nu toți atomii de fluor sunt echivalenți. Studiile cristalografice cu raze X au arătat prezența a două distanțe diferite de legătură P - F (axială și ecuatorială): P - F ax = 158,0 pm și P - F eq = 152,2 pm. Studiile de difracție cu electroni în fază gazoasă au dat valori similare: P - F ax = 158 pm și P - F eq = 153 pm. [3]
Cu toate acestea, măsurătorile de spectroscopie RNM de 19 F chiar și la -100 ° C nu au reușit să distingă semnalele atomilor de fluor axial și ecuatorial, indicând faptul că pe o scară de timp mai lentă decât milisecundele, cei cinci atomi de fluor sunt toți echivalenți. Acest rezultat a fost interpretat cu un schimb rapid între pozițiile axială și ecuatorială, cu un mecanism numit pseudorotație Berry . Numele mecanismului vine de la chimistul american R. Stephen Berry , care a introdus acest concept în 1960. [4]
Sub punctul de topire de -93,8 ° C compusul cristalizează în sistemul hexagonal cu grupa cristalină P 6 3 / mmc cu parametri de rețea a = 556 pm și c = 618 pm ( c / a = 1,11) cu două unități de formulă pe unitate celulă . [5]
Sinteză
PF 5 poate fi preparat prin fluorurarea pentaclorurii de fosfor PCl 5 cu trifluorură de arsen AsF 3 :
- 3PCl 5 + 5AsF 3 → 3PF 5 + 5AsCl 3
Pentafluorura de fosfor este eliberată ca gaz și rămâne AsCl 3 lichid. Alternativ, PF 5 poate fi obținut prin descompunerea termică a NaPF 6 sau Ba (PF 6 ) 2 . [3] [6]
Reactivitate
PF 5 este un gaz stabil termic, dar foarte reactiv și sensibil la apă. În contact cu aerul umed fumează și formează oxifluorură de fosfor , eliberând fluorură de hidrogen : [1]
- PF 5 + H 2 O → POF 3 + 2HF
Hidroliza în prezența apei trece prin diferiți intermediari, ducând în cele din urmă la acid ortofosforic și fluorură de hidrogen: [1]
- PF 5 + 4H 2 O → H 3 PO 4 + 5HF
PF 5 este un acid Lewis puternic și formează complexe cu amine și eteri ; [7] în soluții care conțin concentrații mari de ioni fluor, reacționează pentru a forma anionul hexafluorofosfat PF 6 - . [8]
Informații de siguranță
PF 5 este disponibil comercial. Este un gaz foarte toxic, care provoacă arsuri la nivelul pielii, mucoaselor și ochilor. Reacționează violent cu apă care eliberează acid fluorhidric (toxic și coroziv). Nu există date care să indice proprietăți cancerigene. Nu există date privind ecotoxicitatea. [9]
Notă
- ^ a b c Patnaik 2003
- ^ Thorpe 1876
- ^ a b Greenwood și Earnshaw (1997)
- ^ Berry 1960
- ^ Mootz și Wiebcke 1987
- ^ Kelly 2005
- ^ Housecroft și Sharpe 2008
- ^ Cotton și colab. 1999
- ^ Matheson, Fișa tehnică de securitate a pentafluorurii de fosfor ( PDF ) [ link rupt ] , pe chemadvisor.com . Adus la 16 februarie 2012 .
Bibliografie
- RS Berry, Corelarea ratelor proceselor de tunelare intramoleculare, cu aplicare la unii compuși din grupa V , în J. Chem. Fizic. , vol. 32, nr. 3, 1960, pp. 933-938, DOI : 10.1063 / 1.1730820 . Adus la 16 februarie 2012 .
- FA Cotton, G. Wilkinson, CA Murillo și M. Bochmann,Advanced Inorganic Chemistry , ed. A VI-a, Wiley-Interscience, 1999, ISBN 978-0-471-19957-1 .
- NN Greenwood și A. Earnshaw, Chimia elementelor , ediția a II-a, Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4 .
- CE Housecroft și AG Sharpe, Chimie anorganică , ediția a 3-a, Harlow (Anglia), Pearson Education Limited, 2008, ISBN 978-0-13-175553-6 .
- ( EN ) PF Kelly, Phosphorus: Inorganic Chemistry , în Encyclopedia of Inorganic Chemistry , ediția a II-a, John Wiley & Sons, 2005, DOI : 10.1002 / 0470862106.ia185 , ISBN 978-0-470-86210-0 .
- D. Mootz și M. Wiebcke, fluoruri și acizi fluor. XIII. Structura cristalină a pentafluorurii de fosfor , în Z. Anorg. Allg. Chem. , vol. 545, nr. 2, 1987, pp. 39–42, DOI : 10.1002 / zaac.19875450204 . Adus la 16 februarie 2012 .
- P. Patnaik, Manual de produse chimice anorganice , New York, McGraw-Hill, 2003, ISBN 0-07-049439-8 .
- TE Thorpe, Despre pentafluorură de fosfor ( PDF ), în Proc. Roy. Soc. Londra , vol. 25, 1876, pp. 122–123. Adus la 16 februarie 2012 .
Elemente conexe
- Pentaclorura de fosfor
- Pentafluorură de arsen
- Pentafluorură de antimoniu
- Trifluorură de fosforil
- Oxiclorură de fosfor
- Trifluorură de fosfor
- Triclorură de fosfor
Alte proiecte
- Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Pentafluorură de fosfor