Pentafluoruro de fósforo
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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC Pentafluoruro de fósforo | |
| Otros nombres Fluoruro de fósforo (V) Pentafluoridofósforo Pentafluorofosforano | |
| Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) |
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| Araña química |
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| Tarjeta informativa de la ECHA | 100.028.730 |
| Número CE |
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Identificador de centro de PubChem |
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| Número RTECS |
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| UNIVERSIDAD |
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| Número de la ONU | 2198 |
Panel de control CompTox ( EPA ) |
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| Propiedades | |
| PF 5 | |
| Masa molar | 125,965 777 813 g·mol −1 |
| Apariencia | gas incoloro |
| Olor | desagradable |
| Densidad | 5,527 kg/ m3 |
| Punto de fusión | -93,78 °C (-136,80 °F; 179,37 K) |
| Punto de ebullición | -84,6 °C (-120,3 °F; 188,6 K) |
| Punto crítico ( T , P ) | 19 °C (66,2 °F; 292,1 K), 33,9 atmósferas estándar (3430 kPa; 498 psi) |
| hidrólisis | |
| Estructura | |
| bipiramidal trigonal | |
| 0 D | |
| Peligros | |
| punto de inflamabilidad | Ininflamable |
| Compuestos relacionados | |
Otros aniones | Pentacloruro de fósforo Pentabromuro de fósforo Pentaiyoduro de fósforo |
Otros cationes | Pentafluoruro de arsénico Pentafluoruro de antimonio Pentafluoruro de bismuto |
Compuestos relacionados | Trifluoruro de fósforo |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
El pentafluoruro de fósforo , P F 5 , es un haluro de fósforo . Es un gas incoloro y tóxico que se evapora en el aire. [1] [2]
Preparación
El pentafluoruro de fósforo se preparó por primera vez en 1876 mediante la fluoración del pentacloruro de fósforo utilizando trifluoruro de arsénico , que sigue siendo un método preferido: [1]
- 3 PCl 5 + 5 AsF 3 → 3 PF 5 + 5 AsCl 3
El pentafluoruro de fósforo se puede preparar mediante la combinación directa de fósforo y flúor :
- P4 + 10F2 → 4PF5
Estructura
Los estudios de rayos X de monocristales indican que el PF 5 tiene una geometría bipiramidal trigonal . Por lo tanto, tiene dos tipos distintos de enlaces P−F (axial y ecuatorial): la longitud de un enlace P−F axial es distinta del enlace P−F ecuatorial en la fase sólida, pero no en las fases líquida o gaseosa debido a la pseudorrotación de Berry .
La espectroscopia de RMN de flúor-19 , incluso a temperaturas tan bajas como -100 °C, no distingue los entornos de flúor axial de los ecuatoriales. La equivalencia aparente surge de la baja barrera para la pseudorotación a través del mecanismo de Berry , por el cual los átomos de flúor axial y ecuatorial intercambian posiciones rápidamente. La equivalencia aparente de los centros F en PF 5 fue notada por primera vez por Gutowsky. [3] La explicación fue descrita por primera vez por R. Stephen Berry , de quien se nombró el mecanismo de Berry. La pseudorotación de Berry influye en el espectro de RMN de 19 F de PF 5 ya que la espectroscopia de RMN opera en una escala de tiempo de milisegundos . La difracción de electrones y la cristalografía de rayos X no detectan este efecto ya que las estructuras de estado sólido son, en relación con una molécula en solución, estáticas y no pueden sufrir los cambios necesarios en la posición atómica.
Acidez de Lewis
El pentafluoruro de fósforo es un ácido de Lewis . Esta propiedad es relevante para su fácil hidrólisis. Un aducto bien estudiado es el PF 5 con piridina . Con aminas primarias y secundarias, los aductos se convierten fácilmente en derivados diméricos con puente amido con la fórmula [PF 4 (NR 2 )] 2 . Se conocen diversos complejos con ligandos bidentados. [4]
El ácido hexafluorofosfórico (HPF 6 ) se deriva del pentafluoruro de fósforo y del fluoruro de hidrógeno . Su base conjugada, el hexafluorofosfato (PF 6 – ), es un anión no coordinante útil . Se utiliza a menudo en baterías de iones de litio , donde además de proporcionar una buena conductividad iónica para el electrolito líquido, también pasiva el colector de corriente positivo de aluminio .
Referencias
- ^ ab Kwasnik, W. (1963). "Fluoruro de fósforo (V)". En Brauer, G. (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry . Vol. 1 (2.ª ed.). Nueva York: Academic Press. pág. 190.
- ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Gutowsky, HS; McCall, DW; Slichter, CP (1953). "Multipletes de resonancia magnética nuclear en líquidos". J. Chem. Phys. 21 (2): 279. doi :10.1063/1.1698874.
- ^ Wong, Chih Y.; Kennepohl, Dietmar K.; Cavell, Ronald G. (1996). "Fósforo neutro de seis coordenadas". Chemical Reviews . 96 (6): 1917–1952. doi :10.1021/cr9410880. PMID 11848816.
