Beste antwoord
Als je kijkt naar het verschil in grootte van F-atomen en Cl-atomen, kun je dit oplossen deze puzzel.
PX5-molecuul heeft een trigonale bipyramidale geometrie; dat wil zeggen, er is een driehoekig vlak van 3 X en het centrale phospohorus-atoom in het midden van de driehoek, en de twee resterende X-atomen zijn verticaal ten opzichte van de driehoek gepositioneerd, één omhoog en één omlaag, zodat de vijf atomen rond P een naar boven gerichte trigonale piramide en een naar beneden gerichte trigonale piramide – vandaar de naam trigonale bipiramide.
F-atoom is veel kleiner dan Cl-atoom.
Het driehoekige vlak biedt de meeste ruimte voor elk atoom, zonder tegen de andere twee atomen aan te lopen. De grotere atomen zullen dus het liefst in het vlak staan. De kleinere atomen moeten genoegen nemen met de topposities (omhoog en omlaag).
In PCl3F2 is de pikorde duidelijk – de drie Cl-atomen nemen de driehoekige vlakke posities in, terwijl de twee F-atomen worden ingedrukt naar de topposities. Omdat de drie Cl-atomen allemaal in hetzelfde vlak liggen op de hoekpunten van een gelijkzijdige driehoek, heffen hun dipoolmomenten elkaar op. Evenzo zullen de twee F-atomen die diametraal tegenover elkaar staan, de dipoolmomenten van elkaar opheffen. Het netto dipoolmoment voor het molecuul is NUL. Daarom is het molecuul NON-POLAR.
In PCl2F3 nemen de twee chlooratomen natuurlijk de planaire positie in en laten de drie fluoratomen over om zichzelf te rangschikken zoals ze willen. De twee apex fluoratomen hebben hun dipoolmomenten die elkaar opheffen. Nu is er een dipoolmomentprobleem in het driehoekige vlak. De twee P-Cl dipoolmomenten worden niet teniet gedaan door één P-F dipoolmoment, waardoor er een netto dipoolmoment in het vlak overblijft. Dit betekent dat er een netto dipoolmoment is voor het molecuul; daarom is het PF3Cl2-molecuul POLAR.
((Ik heb opzettelijk geen afbeeldingen gebruikt in dit antwoord, zodat de lezer de twee moleculen daadwerkelijk kan visualiseren en volledig kan begrijpen hoe dipoolmomenten werken))
Antwoord
In de structuur van PCl3F2 liggen de chlooratomen in hetzelfde vlak met gelijke bindingshoeken, waarbij alle drie bindingen 120 graden zijn. Vandaar dat het netto dipoolmoment nul is.
Hier hebben we nog twee axiale bindingen van F-atomen met een hoek van 90 graden met het vlak van chlooratomen. Dus nogmaals, het netto dipoolmoment van het molecuul wordt opgeheven en daarom is het molecuul niet polair.
Laten we het hebben over het dipoolmoment van PF3Cl2. In dit molecuul zijn de axiale bindingen van chlooratomen. . Dus het netto dipoolmoment zal worden opgeheven vanwege dezelfde elektronegativiteit van chlooratomen. Maar in het vlak zijn de drie moleculen niet hetzelfde.
Aangezien de elektronegativiteitswaarde van het F-atoom (4) groter is dan die van het chlooratoom (3.2), zal het netto dipoolmoment richting het F-atoom zijn en daarom is het molecuul polair.