Melhor resposta
Se você considerar a diferença no tamanho dos átomos de F e Cl, você pode resolver este quebra-cabeça.
A molécula PX5 tem uma geometria trigonal bipiramidal; ou seja, há um plano triangular de 3 X e o átomo central do fósforo no meio do triângulo, e os dois átomos X restantes estão posicionados verticalmente ao triângulo, um para cima e um para baixo, de modo que os cinco átomos em torno de P formam um pirâmide trigonal voltada para cima e uma pirâmide trigonal voltada para baixo – daí o nome bipirâmide trigonal.
O átomo F é muito menor do que o átomo Cl.
O plano triangular fornece a maior quantidade de espaço para cada átomo, sem correr para os outros dois átomos. Portanto, os átomos maiores preferirão estar no plano. Os átomos menores precisam se acomodar nas posições de ápice (para cima e para baixo).
Em PCl3F2, a hierarquia é clara – os três átomos de Cl ocupam as posições planas triangulares, enquanto os dois átomos de F são empurrados para as posições do ápice. Como os três átomos de Cl estão todos no mesmo plano nos vértices de um triângulo equilátero, seus momentos de dipolo se cancelam mutuamente. Da mesma forma, os dois átomos de F sendo diametralmente opostos um ao outro cancelarão os momentos de dipolo um do outro. O momento de dipolo líquido para a molécula é ZERO. Portanto, a molécula é NÃO POLAR.
No PCl2F3, os dois átomos de cloro assumem a posição plana, deixando os três átomos de flúor se organizando como quiserem. Os dois átomos de flúor do ápice têm seus momentos de dipolo se cancelando. Agora, há um problema de momento dipolo no plano triangular. Os dois momentos de dipolo P-Cl não são cancelados por um momento de dipolo P-F, deixando um momento de dipolo líquido no avião. Isso significa que há um momento de dipolo líquido para a molécula; portanto, a molécula PF3Cl2 é POLAR.
((Eu deliberadamente não usei imagens nesta resposta, para que o leitor possa realmente visualizar as duas moléculas e entender completamente como os momentos de dipolo funcionam))
Resposta
Na estrutura de PCl3F2, os átomos de cloro estão no mesmo plano, com ângulos de ligação iguais b / w todas as três ligações de 120 graus. Portanto, o momento dipolar líquido é zero.
Aqui, temos duas outras ligações axiais de átomos de F com um ângulo de 90 graus em relação ao plano de átomos de cloro. Portanto, novamente o momento dipolar líquido da molécula é cancelado e, portanto, a molécula não é polar.
Vamos discutir sobre o momento dipolar do PF3Cl2. Nessa molécula, as ligações axiais são de átomos de cloro . Assim, o momento dipolar líquido será cancelado devido à mesma eletronegatividade dos átomos de cloro. Mas no plano, as três moléculas não são as mesmas.
Como o valor da eletronegatividade do átomo F (4) é maior do que o do átomo de cloro (3.2), o momento de dipolo líquido será em direção ao átomo F e, portanto, a molécula é polar.