PBr5 oder Phosphorpentabromid ist eine Verbindung, die aus 5 Molekülen Brom und 1 Molekül Phosphor besteht. Es scheint ein gelber kristalliner Feststoff zu sein. Die Struktur von PBr5 im Festkörper ist PBr4 + Br- während es in der Dampfphase zu PBr3Br2 dissoziiert.
In der Natur ist die Verbindung korrosiv und ihr Molekulargewicht beträgt 430,49 g / mol. Lagerung und Versand dieses Moleküls erfolgen in verschlossenen Behältern, da es die menschliche Haut und die Augen stark reizt.
Im Allgemeinen wird PBr5 zur Herstellung anderer Chemikalien und Verbindungen verwendet.
Der Schmelz- und Siedepunkt von PBr5 beträgt ~100 °C (Dez.) und 106 °C (Dez.) jeweils.
Die Reaktion zwischen PBr5 und Wasser führt zur Emission von korrosivem Bromwasserstoffgas. Das Gleiche passiert, wenn eine Reaktion zwischen PBr5 und feuchter Luft stattfindet.
Zeichnen der Lewis-Struktur
Das Verständnis der Lewis-Struktur einer Verbindung ist wichtig, um mehr über ihre Eigenschaften zu erfahren.
Die Lewis-Struktur ist nichts anderes als eine Darstellung, wie die Elektronen an der Bindungsbildung teilnehmen, um die jeweilige Verbindung zu bilden.
Es gibt zwei Arten von Elektronen, die die Bindungsbildung in jeder Verbindung bilden. Dies sind Bindungselektronenpaare, die an der Bildung der Bindung beteiligt sind. Und andere sind nicht bindende Elektronen oder einzelne Elektronen, die keine Bindungen bilden.
Eine Summe dieser bindenden und nichtbindenden Elektronen sind als Valenzelektronen bekannt.
Beim Zeichnen der Struktur repräsentiert eine einzelne Gerade die Bindungen und Punkte repräsentieren die einsamen Elektronen. In einer Lewis-Struktur wird die Oktettregel befolgt, was bedeutet, dass jedes Molekül stabil ist, wenn es 8 Elektronen in seiner äußeren Hülle hat.
Nun wollen wir sehen, wie man die Lewis-Struktur von PBr5 zeichnet.
PBr5 Lewis-Struktur
Im Folgenden wird erläutert, wie die Lewis-Struktur von PBr5 hergestellt wird.
In jedem Molekül gibt es ein Zentralatom, an das andere Atome gebunden sind.
Hier ist Phosphor das Zentralatom. Mit diesem Atom wird eine Einfachbindung mit den benachbarten Bromatomen hergestellt, was bedeutet, dass 2 Elektronen zwischen diesen Atomen geteilt werden.
Die verbleibenden Elektronen in den Atomen werden als einzelne Paare betrachtet, die durch 2 Punkte dargestellt werden.
Betrachten wir nun dieses Konzept mathematisch.
Zuerst müssen Sie alle Elektronen dieser Atome zusammenfassen.
Hier
P (Phosphor) hat 5 Valenzelektronen.
Br (Brom) hat 7 Valenzelektronen.
Die Wertigkeit des Br-Atoms beträgt 5.
Somit beträgt die Gesamtzahl der Valenzelektronen für Br 7 * 5, was 35 Valenzelektronen entspricht.
Die endgültige Gesamtzahl der Valenzelektronen beträgt somit 35+5=40 Valenzelektronen.
Hier in dieser Struktur ist das Zentralatom Phosphor, das sich mit den anderen 5 Brommolekülen verbindet.
Die 5 Elektronen von Phosphor bilden eine Bindung mit einem von jedem Valenzelektron von Brom. Wenn nun alle Elektronen des Zentralatoms verwendet werden, gibt es also keine einsamen Elektronen mehr mit Phosphor. Aber es gibt einzelne Elektronen an anderen Bromatomen.
Die Gesamtzahl der Einzelelektronen in PBr5 beträgt somit 5 * 6=30.
Schauen Sie sich das folgende Diagramm an, um all diese Theorien bildlich zu verstehen.
Nachdem wir die Lewis-Struktur von PBr5 gesehen haben, wollen wir uns mit der Hybridisierung dieser Verbindung befassen.
PBr5-Hybridisierung
Wissen Sie, was Hybridisierung im Allgemeinen ist, bevor Sie mit der Hybridisierung von PBr5 beginnen? Nun, wenn nein, lesen Sie die folgende Aussage für ein klares Verständnis.
„Wenn die Atomorbitale verschmelzen, um neue hybridisierte Orbitale zu bilden oder zu bilden, wird dies Hybridisierung genannt. Während dieses Prozesses werden die Molekülgeometrie und die Bindungseigenschaften verändert. Denken Sie immer daran, dass die Vermischung nur zwischen Orbitalen stattfindet, die sich auf demselben Energieniveau befinden.“
Da Sie nun die grundlegende Definition der Hybridisierung kennen, entschlüsseln wir die Hybridisierung von PBr5.
Zur Berechnung der Hybridisierung wird eine einfache Formel verwendet:
½
Wobei
V = Anzahl der im Zentralatom vorhandenen Valenzelektronen
N = Anzahl der an das Zentralatom gebundenen einwertigen Atome
C = Ladung des Kations
A = Ladung des Anions
Bei der Berechnung der Hybridisierung von PBr5 können wir Werte in der obigen Gleichung ersetzen, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten.
Hier
V = 5
N = 5
C = 0
A = 0
Wir erhalten also Hybridisierung = ½ = 5
Das erste Valenzelektron geht in s Orbital.
Die nächsten 3 Valenzelektronen können in Px-, Py- und Pz-Orbitalen habituiert werden.
Dies lässt uns nur 1 Valenzelektron übrig. Es geht also in das dx-Orbital.
Somit ist die Hybridisierung von PBr5 sp3d.
Abgesehen davon können Sie dem folgenden Diagramm entnehmen, um zu verstehen, wie die sp3d-Hybridisierung erreicht wird.
Mit Hilfe einer bildlichen Darstellung können Sie die Orbitale besser und klarer verstehen.
Im obigen Diagramm sehen Sie, wie sich einige Winkel bilden. Diese werden als Bindungswinkel bezeichnet. Sie können Bond-Winkel ganz einfach finden.
Wie Sie sehen können, gibt es insgesamt fünf Paare gebundener Elektronen.
Zwei dieser fünf Paare stehen senkrecht zur Äquatorachse. Diese beiden Paare können axiale Paare genannt werden.
Während die anderen drei Paare auf der Äquatorachse liegen.
Der Winkel zwischen der axialen und der äquatorialen Linie beträgt 90 Grad.
Und der Winkel zwischen den drei Paaren gebundener Elektronen beträgt 120 Grad.
Als nächstes folgt die molekulare Geometrie von PBr5. Schauen wir es uns gemeinsam an.
PBr5 Molekulare Geometrie
Im Allgemeinen kann die Lewis-Struktur einer Verbindung ihre molekulare Geometrie leicht erklären.
Im Fall von PBr5 kann die Molekülgeometrie jedoch mit Hilfe der Vespertheorie besser erklärt werden.
Vespertheorie steht im Allgemeinen für Valenzschalen-Elektronenpaarabstoßungstheorie.
In der Vespertheorie werden die sterische Zahl und die Koordinationszahl der Atome berücksichtigt, um die Geometrie der Verbindung zu finden.
Lassen Sie uns zuerst verstehen, was die Bedeutung von sterischer Zahl und Koordinationszahl ist.
Die Anzahl der einzelnen Paare, Atome und Gruppen, die das Zentralatom umgeben, bestimmt die sterische Zahl.
Im Fall von PBr5 ist die sterische Zahl 5.
Die Anzahl der Ionen, Atome oder Moleküle, die an ein Zentralatom in einem Molekül oder Kristall gebunden sind, wird als Koordinationszahl bezeichnet.
Im Falle von PBr5 ist das Zentralatom P mit 5 Br-Atomen gebunden, so dass die Koordinationszahl 5 ist.
Diese 5 Paare von Valenzelektronen können Abstoßung verursachen, um Stabilität zu erreichen, können die Elektronen über den Raum verteilt werden.
Aufgrund dieser Streuung zeigt PBr5 eine trigonale Bipyramidengeometrie.
Unten ist die bildliche Darstellung der Geometrie des PBr5-Moleküls.
Polarität von PBr5
Nun kommt die Frage, was ist die Polarität von PBr5?
PBr5 ist aufgrund der Anordnung der Atome dieser Verbindung unpolar. Die Valenzpaare sind symmetrisch in Pbr5 angeordnet.
Wenn die Bindungen symmetrisch angeordnet sind, ist das Dipolmoment 0, wodurch die Verbindung unpolar wird.
Wenn wir nun die grundlegenden Dinge über PBr5 kennen, werfen wir einen Blick darauf, was eine Lewis-Struktur ist und wie man sie für die PBr5-Verbindung zeichnet.
Anwendung von PBr5
Hier sind einige der nützlichen Anwendungen von PBr5, die Sie kennen sollten:
- PBr5 wird verwendet, um Alkohol in Bromide umzuwandeln.
- Es wird bei der Debrominierung von Ketonen verwendet.
- PBr5 kann auch zur Herstellung von Indiumphosphid-Nanodrähten verwendet werden.
Kurz gesagt
Um unser Lernen von PBr5 abzuschließen, erinnern wir uns an alles, was wir über diese Verbindung gelesen haben. PBr5 hat 40 Valenzelektronen.
Mit der sp3d-Hybridisierung hat PBr5 eine trigonale bipyramidale Geometrie gemäß der VESPER-Theorie. Das Molekül ist aufgrund der symmetrischen Anordnung zwischen gebundenen und einsamen Elektronenpaaren unpolar.
Wir hoffen, dass dieser Artikel aufschlussreich genug war und Sie die grundlegende Struktur und Geometrie von PBr5 verstanden haben. Im Falle von Zweifeln zu diesem Thema wenden Sie sich bitte an unser Team, um Klarstellungen zu erhalten.
Danke fürs Lesen.