PBr5 Molekülgeometrie, Lewis-Struktur, Form, Bindungswinkel und mehr

Phosphorpentabromid, das in den chemischen Gleichungen als PBr5 geschrieben wird, ist ein reaktiver gelber Feststoff. Die Verbindung hat ein Molekül Phosphor und fünf Brommoleküle. Brom ist ein Halogen aus der Gruppe 17 des Periodensystems. Halogene sind hochreaktive und elektronegative Moleküle. Im festen Zustand existiert die Verbindung als PBr4 + Br- und im gasförmigen Zustand dissoziiert sie vollständig zu PBr3 und Br2. Es ist eine dieser einzigartigen Verbindungen, die in unterschiedlichen Materiezuständen eine unterschiedliche chemische Formel haben. Die Verbindung wird hauptsächlich verwendet, um Carbonsäuren in Acylbromide umzuwandeln.

PBr5 ist stark korrosiv und zersetzt sich über 100 Grad Celsius zu Phosphortribromid und einem Brommolekül. Es ist wichtig, die Lewis-Struktur einer bestimmten Verbindung zu kennen, um die Molekülstruktur der Verbindung und ihre Geometrie zu verstehen.

Lewis-Struktur von PBr5

Die Untersuchung der Lewis-Struktur einer bestimmten Verbindung hilft beim einfachen Verständnis anderer chemischer Eigenschaften der Verbindung wie Hybridisierung, Polarität usw. Die Lewis-Struktur ist definiert als die bildliche Darstellung des Elektrons, das an der Bindungsbildung zur Bildung der Verbindung beteiligt ist. Diese Darstellung hilft, die Grundstruktur der Verbindung zu verstehen. Es hilft auch, die Art der auf der Verbindung vorhandenen Ladungen zu kennen.

Die Elektronen, die an der Bildung der Bindung beteiligt sind, werden als Bindungselektronenpaar bezeichnet. Während die Elektronen, die keine Bindungen bilden, als nicht Bindungselektronen oder Einzelelektronen bekannt sind. Die geraden Linien repräsentieren die Bindungen in der Verbindung, und die Punkte repräsentieren das einsame Elektronenpaar. Alle diese Bindungselektronen sowie Nichtbindungselektronen werden als Valenzelektronen bezeichnet. Die Lewis-Struktur folgt der Oktettregel, die besagt, dass ein Molekül stabil sein soll, was besagt, dass es acht Elektronen in der äußeren Hülle des Atoms geben sollte, damit ein Molekül stabil ist.

Hier in dieser Verbindung gibt es ein Molekül Phosphor mit fünf Valenzelektronen und fünf Moleküle Brom mit jeweils sieben Valenzelektronen.

Die Gesamtzahl der Valenzelektronen beträgt also

Nein. von Valenzelektronen für Phosphor + Nr. von Valenzelektronen für Brom

= 5 + 7*5

= 5 + 35

= 40 Valenzelektronen insgesamt für PBr5.

Hier das Molekül Phosphor im Zentrum, das mit den übrigen fünf Molekülen Brom bindet. Da das P-Molekül fünf Valenzelektronen hat, alle diese Elektronen aus der Bindung mit einem Valenzelektron jedes Brommoleküls. Es gibt also keine einsamen Elektronenpaare auf dem Zentralatom. Aber es gibt immer noch drei Paare von einsamen Elektronen für jedes Brommolekül. Die Gesamtzahl der Einzelelektronen beträgt also jetzt 30.

Hybridisierung von PBr5

In der Chemie bezieht sich der Begriff Hybridisierung auf die Kombination von zwei oder mehr Orbitalen mit unterschiedlichen Energien in einer Verbindung, um ein Hybridorbital zu erhalten. Es ist leicht, die Hybridisierung des Moleküls zu verstehen, nachdem man seine Lewis-Struktur kennt.

PBr5 hat Phosphor, da das Zentralatom acht Elektronen in seiner äußeren Hülle hat, nachdem es die Bindung mit benachbarten Halogenatomen gebildet hat. Da der Phosphor mit fünf Brommolekülen Bindungen eingeht, treten alle Elektronen in verschiedene Orbitale der Schale ein. Das erste Valenzelektron des Halogens nimmt das s-Orbital ein; Die nächsten drei Valenzelektronen gehen in px, py und pz-Orbital. Das letzte Valenzelektron besetzt das dx-Orbital. Wenn ein Elektron zum s-Orbital geht, drei das p-Orbital einnehmen und das letzte in die d-Orbitale des Zentralatoms eintritt, ist die Hybridisierung von Pbr5 sp3d.

Molekulare Geometrie von PBr5

In vielen Fällen hilft die Lewis-Struktur der Verbindung beim Verständnis der molekularen Geometrie der Verbindung. Dies ist jedoch eine außergewöhnliche Verbindung, für die die VSEPR-Theorie erforderlich ist, um ihre Geometrie zu verstehen. VSEPR steht für Valence Shell Electron Pair Repulsion theory, die die sterische Zahl des Zentralatoms und der Valenzelektronen berücksichtigt, um die Molekülgeometrie zu kennen.

Hier ist die sterische Zahl für das zentrale Phosphoratom 5. Da das Zentralatom mit fünf Bromatomen verbunden ist, beträgt die Koordinationszahl ebenfalls 5. Die Abstoßung zwischen diesen fünf Paaren von Valenzelektronen kann durch Verteilung der Elektronen im Raum verringert werden. Aus diesem Grund zeigt das PBr5-Atom eine trigonale Bipyramidengeometrie.

Bindungswinkel von PBr5

Da wir jetzt die Hybridisierung und molekulare Geometrie des PBr5-Moleküls kennen, ist es einfach, den Bindungswinkel zu messen. Es gibt fünf Paare gebundener Elektronen, von denen drei auf der Äquatorebene liegen. Diese Paare liegen entlang des Äquators des Moleküls. Die beiden Paare liegen senkrecht zur Äquatorialachse, die als Axialpaare bezeichnet wird. Der Winkel zwischen den drei Paaren, die auf der zentralen Position liegen, beträgt 120 Grad und der Winkel zwischen der axialen und der äquatorialen Position beträgt 90 Grad.

Polarität von PBr5

Die molekulare Polarität einer Verbindung hängt von ihrer Geometrie ab. Im PBr5-Molekül sind die Valenzelektronenpaare symmetrisch angeordnet. Aufgrund seiner trigonalen bipyramidalen Geometrie ist jede Bindung symmetrisch zu anderen entgegengesetzt. Aufgrund dieser Geometrie und Anordnung der Elektronen ist das Netto-Dipolmoment des Moleküls Null. Daher wird in der Verbindung keine Polarität beobachtet und PBr5 ist somit unpolar.

Abschließende Bemerkungen

Um alle Eigenschaften des Moleküls PBr5 zu schließen, kann man sagen, dass das Molekül 40 Valenzelektronen hat, von denen es 15 einsame Elektronenpaare gibt. Die Hybridisierung des Moleküls ist sp3d, und gemäß der VSEPR-Theorie hat die Verbindung eine trigonale bipyramidale Geometrie. Es ist eine unpolare Verbindung, da das Dipolmoment aufgrund der symmetrischen Anordnung der einzelnen Paare und gebundenen Elektronenpaare aufgehoben wird.