Najlepsza odpowiedź
Jeśli weźmiesz pod uwagę różnicę w wielkości atomów F i Cl, możesz rozwiązać ta zagadka.
Cząsteczka PX5 ma geometrię trygonalną dwipiramidową; tj. istnieje trójkątna płaszczyzna 3 X i centralny atom fosforu w środku trójkąta, a dwa pozostałe atomy X są ustawione pionowo do trójkąta, jeden w górę i jeden w dół, tak że pięć atomów wokół P tworzy piramida trygonalna skierowana do góry i piramida trygonalna skierowana w dół – stąd nazwa bipiramida trygonalna.
Atom F jest znacznie mniejszy niż atom Cl.
Płaszczyzna trójkątna zapewnia najwięcej miejsca na każdy atom, bez wpadania na pozostałe dwa atomy. Zatem większe atomy będą wolały znajdować się w płaszczyźnie. Mniejsze atomy muszą osiedlić się na pozycjach wierzchołka (w górę iw dół).
W PCl3F2 kolejność dziobania jest jasna – trzy atomy Cl zajmują trójkątne, płaskie pozycje, podczas gdy dwa atomy F są wypychane do pozycji wierzchołkowych. Ponieważ wszystkie trzy atomy Cl znajdują się w tej samej płaszczyźnie w wierzchołkach trójkąta równobocznego, wszystkie ich momenty dipolowe znoszą się nawzajem. Podobnie, dwa atomy F znajdujące się naprzeciw siebie diametralnie znoszą momenty dipolowe siebie nawzajem. Moment dipolowy netto dla cząsteczki wynosi ZERO. Dlatego cząsteczka jest NIEDOLARNA.
W PCl2F3 dwa atomy chloru oczywiście zajmują pozycję płaską, pozostawiając trzy atomy fluoru, które układają się tak, jak chcą. Momenty dipolowe dwóch wierzchołkowych atomów fluoru znoszą się nawzajem. Teraz w płaszczyźnie trójkątnej występuje kwestia momentu dipolowego. Dwa momenty dipolowe P-Cl nie są anulowane przez jeden moment dipolowy P-F, pozostawiając w płaszczyźnie netto moment dipolowy. Oznacza to, że dla cząsteczki istnieje moment dipolowy netto; dlatego cząsteczka PF3Cl2 jest POLARNA.
((celowo nie użyłem zdjęć w tej odpowiedzi, aby czytelnik mógł faktycznie wizualizować dwie cząsteczki i w pełni zrozumieć, jak działają momenty dipolowe))
Odpowiedź
W strukturze PCl3F2 atomy chloru leżą w tej samej płaszczyźnie, mając równe kąty wiązań b / w wszystkich trzech wiązań równych 120 stopni. Stąd wypadkowy moment dipolowy wynosi zero.
Tutaj mamy dwa kolejne wiązania osiowe atomów F pod kątem 90 stopni do płaszczyzny atomów chloru. Tak więc, znowu wypadkowy moment dipolowy cząsteczki jest znoszony, a zatem cząsteczka nie jest polarna.
Omówmy moment dipolowy PF3Cl2. W tej cząsteczce wiązania osiowe są atomami chloru . Zatem moment dipolowy netto zostanie anulowany z powodu tej samej elektroujemności atomów chloru. Ale w płaszczyźnie te trzy cząsteczki nie są takie same.
Ponieważ wartość elektroujemności atomu F (4) jest większa niż atomu chloru (3.2), więc moment dipolowy netto będzie skierowany w stronę atomu F, a zatem cząsteczka jest polarna.