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La estructura de Lewis del ion tetracloruro de fósforo es un enlace simple P-Cl, un enlace simple P-Cl, un enlace simple P-Cl y un enlace simple P-Cl; el P central tiene 5 dominios de electrones (1 par solitario), lo que da una disposición de dominio de electrones bipiramidal trigonal y una geometría molecular seesaw con un ángulo de enlace ≈90° / 120°. P se describe mejor como sp3d-hibridado, y ion tetracloruro de fósforo es polar porque la forma de balancín (y/o los átomos terminales desiguales) evita la cancelación de los dipolos de enlace.
Figura 1: Estructura de Lewis de ion tetracloruro de fósforo (Cl4P)
| Fórmula química | Cl4P |
| Número CAS | 13754-11-5 |
| Cargo neto | -1 |
| Total de electrones de valencia | 34 |
| Estructura de Lewis | Enlace simple P-Cl, enlace simple P-Cl, enlace simple P-Cl y enlace simple P-Cl |
| Geometría electrónica | bipiramidal trigonal |
| Geometría molecular | balancín |
| Modelo de hibridación | sp3d (P central) |
| Ángulo de enlace | ≈90° / 120° |
| Polaridad | Molécula polar |
En química acuosa y de procesos, Cl4P existe como el anión ion tetracloruro de fósforo. Se encuentra como contraión y fuente controlada de P en sales, tampones, electroquímica y protocolos analíticos, y como reactivo en síntesis que requieren un equivalente definido de material que contiene P.
Para dibujar la estructura ion tetracloruro de fósforo de Lewis, primero contamos el total de electrones de valencia. Cl4P contiene 4×7 (Cl) + 5 (P) − 1 (anión neto); la carga neta de -1 da un total de 34 electrones de valencia para colocar.
El átomo central es P. Es el átomo menos electronegativo capaz de formar enlaces múltiples y está rodeado por los átomos terminales más electronegativos; El hidrógeno, cuando está presente, siempre ocupa una posición terminal. Las consideraciones de electronegatividad sitúan la densidad electrónica hacia los átomos terminales.
Electrones de valencia totales = 4×7 (Cl) + 5 (P) − 1 (anión neto) = 34 electrones.
Coloque P en el centro y conecte cada átomo circundante con un enlace simple, complete los octetos en los átomos terminales y coloque los electrones restantes en el átomo central. La distribución de electrones resultante es: Enlace simple P-Cl, enlace simple P-Cl, enlace simple P-Cl y enlace simple P-Cl; un par solitario en P.
Por lo tanto, contar los electrones enlazantes y no enlazantes alrededor de P satisface el requisito de octeto/octeto expandido para la estructura dibujada.
La teoría VSEPR establece que los dominios de electrones 5 alrededor de P se organizan para minimizar la repulsión mutua, dando una geometría de dominio de electrones trigonal bipiramidal.
Debido a que 1 de estos dominios son pares solitarios (y los pares solitarios se repelen más fuertemente que los pares enlazantes), la geometría molecular observada es seesaw; el ángulo del enlace P se establece en ≈90° / 120° en lugar del valor ideal para la geometría del dominio electrónico.
Una aproximación VSEPR útil es: repulsión de par solitario-par solitario > repulsión de par solitario-par enlazante > repulsión de par enlazante-par enlazante. Con 1 pares solitarios en P, los dominios de pares solitarios ocupan posiciones que minimizan la repulsión general al tiempo que acercan los dominios de enlace (y por lo tanto los átomos enlazados).
En el modelo convencional de enlace localizado, P utiliza sp3d orbitales híbridos para formar las direcciones equivalentes 5 del dominio electrónico (4 enlace + 1 par solitario).
Carga formal en la central P = V − N − ½B = 5 − 2 − ½×8 = -1. La carga formal distinta de cero se distribuye por resonancia/separación de carga; la estructura dibujada es la que contribuye con menor energía.
El ion tetracloruro de fósforo es polar. La forma de balancín evita la cancelación de los dipolos de enlace. Los dipolos de enlace no se cancelan, dejando un dipolo molecular neto, que influye fuertemente en el comportamiento de solvatación y las interacciones intermoleculares.
El hecho estructural decisivo no es simplemente que los enlaces individuales sean polares; se trata de si la simetría molecular permite que su suma vectorial desaparezca. En ion tetracloruro de fósforo la disposición de balancín evita la cancelación, por lo que permanece un dipolo permanente.
Interpretación consistente con referencias estándar VSEPR/geometría molecular.Este perfil de polaridad sustenta su comportamiento como disolvente, reactivo o intermediario de proceso; al realizar el abastecimiento, especifique el grado y la compatibilidad del contenedor.
| Especies | Fórmula | Átomo central | Dominios de electrones | Geometría molecular | Polaridad |
|---|---|---|---|---|---|
| Ion tetracloruro de fósforo | Cl4P | P | 5 | balancín | Polar |
| fosfina | H3P | P | 4 | piramidal trigonal | Polar |
| Tricloruro de fósforo | Cl3P | P | 4 | piramidal trigonal | Polar |
| Pentacloruro de fósforo | Cl5P | P | 5 | bipiramidal trigonal | Apolar |
| trifluoruro de fósforo | F3P | P | 4 | piramidal trigonal | Polar |
| Pentafluoruro de fósforo | F5P | P | 5 | bipiramidal trigonal | Apolar |
El ion tetracloruro de fósforo es polar. Su geometría de balancín (y/o átomos terminales desiguales) evita que los dipolos de enlace se cancelen.
Enlace simple P–Cl, enlace simple P–Cl, enlace simple P–Cl y enlace simple P–Cl; un par solitario en P. Utiliza todos los 34 electrones de valencia y la estructura preferida lleva una carga formal de -1 en el átomo central.
El ángulo P es aproximadamente ≈90° / 120°. La repulsión de par solitario comprime el ángulo desde el valor bipiramidal trigonal ideal.
El modelo convencional es sp3d. ion tetracloruro de fósforo tiene dominios de electrones 5 alrededor del P central.
El número CAS es 13754-11-5. PubChem y NIST lo identifican con Cl4P; Úselo para localizar proveedores y registros de bases de datos.
Alcance técnico: Las estructuras de Lewis, VSEPR y la hibridación son descripciones basadas en modelos para la comunicación química y la predicción de estructuras; La estructura electrónica molecular real se representa con mayor precisión mediante métodos de orbitales moleculares y de química cuántica. Los grados comerciales varían sustancialmente según el proveedor y el uso previsto; CAS 13754-11-5 identifica la sustancia, no una especificación de pureza universal.
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