PBr5 Geometría molecular, estructura de Lewis, Forma, Ángulo De Enlace Y Más

El pentabromuro de fósforo escrito como PBr5 en las ecuaciones químicas es un sólido amarillo reactivo. El compuesto tiene una molécula de fósforo y cinco moléculas de bromo. El bromo es un halógeno del grupo 17 de la tabla periódica. Los halógenos son moléculas altamente reactivas y electronegativas. En el estado sólido, el compuesto existe como PBr4 + Br-y en el estado gaseoso, se disocia completamente a PBr3 y Br2. Es uno de esos compuestos únicos que tienen una fórmula química diferente en diferentes estados de la materia. El compuesto se utiliza principalmente para convertir ácidos carboxílicos en acil bromuros.

El PBr5 es altamente corrosivo y se descompone por encima de los 100 grados Celsius para dar tribromuro de fósforo y una molécula de bromo. Es vital conocer la estructura de Lewis de un compuesto dado para comprender la estructura molecular del compuesto y su geometría.

Estructura de Lewis de PBr5

El estudio de la estructura de Lewis de un compuesto dado ayuda a comprender fácilmente otras propiedades químicas del compuesto, como hibridación, polaridad, etc. La estructura de Lewis se define como la representación pictórica del electrón que participa en la formación de enlaces para formar el compuesto. Esta representación ayuda a comprender la estructura básica del compuesto. También ayuda a conocer el tipo de cargas presentes en el compuesto.

Los electrones que participan en la formación del enlace se conocen como el par de electrones de enlace. Mientras que los electrones que no constituyen enlaces se conocen como electrones no enlazantes o electrones solitarios. Las líneas rectas representan los enlaces en el compuesto, y los puntos representan el par solitario de electrones. Todos estos electrones enlazantes, así como los electrones no enlazantes, se conocen como electrones de valencia. La estructura de Lewis sigue la regla de octetos que establece que para que una molécula sea estable, que establece que debe haber ocho electrones en la capa exterior del átomo para que una molécula sea estable.

Aquí en este compuesto, hay una molécula de fósforo que tiene cinco electrones de valencia y cinco moléculas de bromo que tienen siete electrones de valencia cada una.

El número total de electrones de valencia es,

No. de electrones de valencia para Fósforo + No. de electrones de valencia para bromo

= 5 + 7*5

= 5 + 35

= 40 electrones de valencia totales para PBr5.

Aquí la molécula de fósforo en el centro que se une con el resto de cinco moléculas de bromo. Como la molécula P tiene cinco electrones de valencia, todos estos electrones del enlace con un electrón de valencia de cada molécula de bromo. Así que no hay pares solitarios de electrones en el átomo central. Pero todavía hay tres pares de electrones solitarios para cada molécula de bromo. Así que el número total de electrones solitarios es de 30 ahora.

Hibridación de PBr5

En química, el término hibridación se refiere a la combinación de dos o más orbitales con diferentes energías en un compuesto para dar un orbital híbrido. Es fácil entender la hibridación de la molécula después de conocer su estructura de Lewis.

El PBr5 tiene fósforo, ya que el átomo central tiene ocho electrones en su capa exterior después de formar el enlace con los átomos halógenos vecinos. A medida que el fósforo forma enlaces con cinco moléculas de bromo, todos los electrones entran en diferentes orbitales de la cáscara. El primer electrón de valencia del halógeno ocupa el orbital s; los siguientes tres electrones de valencia van en orbitales px, py y pz. El último electrón de valencia ocupa el orbital dx. Como un electrón va al orbital s, tres ocupan el orbital p, y el último entra en los orbitales d del átomo central, la hibridación de Pbr5 es sp3d.

Geometría molecular de PBr5

En muchos casos, la estructura de lewis del compuesto ayuda a comprender la geometría molecular del compuesto. Pero este es un compuesto excepcional que requiere de la teoría VSEPR para entender su geometría. VSEPR significa Teoría de Repulsión de Pares de electrones de Capa de valencia que toma en consideración el número estérico del átomo central y los electrones de valencia para conocer la geometría molecular.

Aquí el número estérico para el átomo de fósforo central es 5. Como el átomo central está unido con cinco átomos de bromo, el número de coordinación también es 5. La repulsión entre estos cinco pares de electrones de valencia se puede reducir distribuyendo los electrones a través del espacio. Debido a esta razón, el átomo PBr5 muestra una geometría bipirámica trigonal.

Ángulo de enlace de PBr5

Como ahora conocemos la hibridación y la geometría molecular de la molécula PBr5, es fácil medir el ángulo de enlace. Hay cinco pares de electrones unidos, de los cuales tres se encuentran en el plano ecuatorial. Estos pares se encuentran a lo largo del ecuador de la molécula. Dos pares de reposo se encuentran perpendiculares al eje ecuatorial conocido como pares axiales. El ángulo entre los tres pares que se encuentran en la posición central es de 120 grados, y el ángulo entre la posición axial y ecuatorial es de 90 grados.

Polaridad de PBr5

La polaridad molecular de cualquier compuesto depende de su geometría. En la molécula PBr5, los pares de electrones de valencia están dispuestos simétricamente. Debido a su geometría bipiramidal trigonal, cada enlace es simétricamente opuesto a otros. Como resultado de esta geometría y disposición de electrones, el momento dipolar neto de la molécula es cero. Por lo tanto, no se observa polaridad en el compuesto y PBr5 es, por lo tanto, no polar.

Observaciones finales

Para concluir todas las propiedades de la molécula PBr5, se puede decir que la molécula tiene 40 electrones de valencia de los cuales hay 15 pares solitarios de electrones. La hibridación de la molécula es sp3d, y de acuerdo con la teoría VSEPR, el compuesto tiene una geometría bipiramidal trigonal. Es un compuesto no polar ya que el momento dipolar se anula debido a la disposición simétrica de los pares solitarios y los pares enlazados de electrones.