Il cloruro di fosforile (POCl3) ha un atomo centrale di fosforo (P) con 5 elettroni di valenza, legati a tre atomi di cloro (Cl) e un atomo di ossigeno (O). Ciascun Cl contribuisce con 7 elettroni di valenza e O contribuisce con 6, per un totale di 32 elettroni. La struttura di Lewis mostra un doppio legame tra P e O e tre legami singoli tra P e ciascun atomo di Cl. La molecola adotta una geometria tetraedrica attorno al fosforo, con angoli di legame di circa 109.5°. Il legame P=O è altamente polare a causa della differenza di elettronegatività (P: 2.19, O: 3.44), influenzando la reattività di POCl3, in particolare nella sintesi organica come agente clorurante.
Il fosforilossicloruro contiene nella sua struttura atomi di cloro, fosforo e ossigeno. È una soluzione liquida incolore. Ha un odore pungente. È abbastanza tossico da inalare per gli esseri umani. Il nome IUPAC del cloruro di fosforile è tricloruro di fosforile. Discutiamo in dettaglio la struttura di Lewis POCl3.
Come disegnare la struttura di Lewis per POCl3?
La formula chimica del fosforil ossicloruro è POCl3.
POCl3 Il peso molecolare è 153.33 g mol-1.
POCl3 ha La geometria molecolare è tetraedrica.
L'ibridazione di POCl3 è sp3.
POCl3 hanno natura polare.
La molecola di fosforil ossicloruro (POCl3) è composta principalmente da tre elementi, vale a dire un fosforo (P), un ossigeno (O) e tre atomi di cloro (Cl3) nella sua struttura. POCl3 lewis struttura costituita da 3 legami singoli uniti a 3 atomi di cloro e un doppio legame con 1 atomo di ossigeno circonda l'atomo di fosforo centrale. Ci sono 2 coppie di elettroni solitari presenti sull'atomo di ossigeno e tre coppie di elettroni solitari presenti sugli atomi di cloro.
Il primo è calcolare gli elettroni di valenza totali esistenti sulla molecola POCl3 per delineare POCl3 struttura legislativa. Ora, calcola gli elettroni di valenza su ogni atomo presente nella struttura di POCl3, cioè gli elettroni di valenza presenti su un atomo di ossigeno, uno di fosforo e tre atomi di cloro presenti nella molecola di POCl3.
Per contare gli elettroni di valenza di un qualsiasi elemento basta controllarne la posizione nei gruppi della tavola periodica. Poiché l'atomo di fosforo è presente nel quindicesimo gruppo della tavola periodica, l'atomo di ossigeno è nel sedicesimo gruppo della tavola periodica e l'atomo di cloro è nel diciassettesimo gruppo della tavola periodica.
Pertanto, 5 elettroni di valenza sull'atomo P, 6 elettroni di valenza sull'atomo O e 7 elettroni di valenza su tre atomi di Cl.
Quindi, elettroni di valenza totali su fosforo = 5×1 (P) = 5
Elettroni di valenza totali sull'ossigeno = 6×1 (O) = 6
Elettroni di valenza totali sul cloro = 7×3 (Cl3) = 21
Quindi, elettroni di valenza totali per POCl3 struttura lewis = 5 (P) + 6 (O) + 7×3 (Cl3) = 32
Ora il secondo è selezionare l'elemento con l'elettronegatività più bassa della molecola POCl3 e posizionare gli elementi con l'elettronegatività più bassa nella posizione centrale mentre disegno POCl3 struttura lewis. Perché possono condividere più liberamente i loro elettroni con atomi o elementi circostanti vicini.
In questa molecola POCl3, l'atomo di fosforo ha 2.19 di elettronegatività, l'atomo di ossigeno ha 3.44 di elettronegatività e l'atomo di cloro ha 3.16 di elettronegatività.
Da tutti e tre gli elementi l'atomo di fosforo ha l'elettronegatività più bassa e quindi va in posizione centrale nel POCl3 struttura lewis e rimanenti un ossigeno e tre cloro vengono circondati da un atomo di fosforo centrale.
Il terzo punto è unire tutti gli elementi o atomi tra loro legandosi nella struttura lewis POCl3. In POCl3 possiamo eseguire due tipi di legame con la diversa distribuzione di coppie di elettroni solitari sull'atomo di ossigeno. C'è sempre una singola coppia di legami con fosforo e cloro in entrambe le seguenti strutture lewis POCl3.
Pertanto, dobbiamo disegnare tre legami covalenti singoli con tre atomi di cloro. Ma possiamo disegnare un legame singolo o doppio con l'atomo di fosforo e l'atomo di ossigeno nella struttura di LEwis di POCl3. Quindi, dobbiamo tracciare un legame covalente singolo o un doppio legame con fosforo e ossigeno.
Un singolo legame covalente può disegnare se mettiamo tre coppie di elettroni solitari sull'ossigeno e doppi legami possono disegnare se mettiamo due coppie di elettroni solitari sull'ossigeno. Significa che la carica formale sull'ossigeno diminuisce quando viene disegnato il doppio legame.
Ora dobbiamo calcolare la presenza di elettroni di valenza su POCl3 struttura legislativa. Ci sono due elettroni presenti in ciascun legame covalente singolo P-Cl e PO. Ma c'è lo spostamento di una coppia solitaria di elettroni per formare un doppio legame con quattro elettroni di legame in un doppio legame P = O.
Quindi, ci sono 32 elettroni di valenza in totale in POCl3 lewis e dobbiamo trovare le coppie di elettroni totali. Basta dividere questo valore per 2 che abbiamo.
Coppie di elettroni totali di POCl3 = elettroni di valenza totali / 2
Coppia di elettroni totale di POCl3 = 32/2 = 16
Quindi, abbiamo un totale di sedici elettroni coppie sulla struttura lewis di POCl3.
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POCl3 regola dell'ottetto della struttura lewis
In POCl3, l'atomo di cloro vuole un solo elettrone di valenza per completare il suo ottetto. Quindi può condividere un elettrone di valenza con l'atomo di fosforo. Pertanto, forma tre singoli legami tra atomo di fosforo e atomo di cloro.
Dopo la formazione di tre legami P-Cl con il cloro, l'atomo di fosforo ha altri due elettroni di valenza non condivisi rimanenti poiché ha già condiviso tre elettroni con l'atomo di cloro sui suoi cinque elettroni totali. Anche l'atomo di ossigeno ha richiesto due elettroni di valenza aggiuntivi per completare il suo ottetto.
Quindi, il fosforo condivideva tre elettroni con il cloro dei suoi cinque elettroni ora ci sono otto elettroni di valenza che l'atomo di fosforo ha nel suo guscio esterno. Ma poiché l'atomo di fosforo appartiene al 15th gruppo della tavola periodica, può facilmente condividere tutti i suoi cinque elettroni di valenza con altri elementi per formare una struttura stabile.
In questa molecola POCl3, il fosforo donerà facilmente i suoi elettroni rimanenti con l'atomo di ossigeno creando doppi legami. Quindi, ci sono doppi legami P=O formati tra ossigeno e atomi di fosforo, quindi tutto elementi ora completati il suo ottetto. Quindi, l'atomo P medio ha formato 3 legami covalenti singoli legati a 3 atomi di cloro e 1 doppio legame legato a un atomo di ossigeno.
POCl3 lewis struttura oneri formali
Se gli atomi in qualsiasi la struttura lewis ha bassi oneri formali quindi il diagramma della struttura di lewis è più stabile. La formula per calcolare qualsiasi carica formale degli atomi nel diagramma di Lewis è la seguente:
Carica formale = (elettroni di valenza – coppia solitaria di elettroni – ½ elettroni di legame)
Per prima cosa calcola il formale cariche su tutti e tre gli atomi di cloro della struttura lewis di POCl3. Tutti e tre gli atomi di cloro hanno la stessa coppia solitaria e la stessa coppia di elettroni di legame, quindi possiamo calcolare anche la carica formale per un atomo di cloro.
Atomo di cloro: elettroni di valenza sul cloro = 07
Elettroni a coppia solitaria sul cloro = 06
Elettroni di legame con cloro = 2 (un singolo legame)
Carica formale sul cloro = (7 – 6 – 2/2) = 0
Quindi, tutti e tre gli atomi di cloro hanno zero cariche formali.
Atomo di fosforo: elettrone di valenza sull'atomo di fosforo centrale = 05
Elettroni a coppia solitaria sull'atomo di fosforo centrale = 00
Elettroni di legame attorno all'atomo di fosforo centrale = 8 (singoli 3 legami con Cl)
Carica formale sul fosforo = (05 – 0 – 8/2) = +1
Quindi, l'atomo di fosforo centrale di POCl3 la struttura lewis ha +1 addebito formale.
Atomo di ossigeno: elettroni di valenza sull'ossigeno = 06
Elettroni a coppia solitaria sull'ossigeno = 06
Elettroni di legame con ossigeno = 2 (un doppio legame)
Carica formale sull'ossigeno = (6 – 6 – 2/2) = -1
Quindi, l'atomo di ossigeno ha una carica formale -1.
Quindi, il POCl3 ha +1 carica sull'atomo di fosforo e -1 carica sull'atomo di ossigeno ma nessuna carica sugli atomi di cloro, questo tipo di struttura lewis contenente legami non è di natura stabile, dobbiamo diminuire la carica dell'ossigeno convertendo l'elettrone solitario coppia per legare coppia come mostrato nell'immagine seguente.
POCl3 lewis struttura coppie solitarie
Ci sono in totale 16 coppie di elettroni solitari nella struttura lewis di POCl3. POCl3 la struttura di Lewis ha quattro legami uniti con un ossigeno e 3 atomi di cloro. Ora dovremmo contrassegnare solo le 12 coppie di elettroni rimanenti come coppie solitarie di elettroni sulla struttura lewis di POCl3.
Come già sappiamo, gli atomi di cloro e fosforo appartengono a 3rd periodo della tavola periodica e possono possedere più di otto elettroni nel suo guscio di valenza esterno. Allo stesso modo l'ossigeno appartiene al 2nd periodo della tavola periodica e non ha più gli otto elettroni nel suo ultimo guscio esterno.
Iniziamo a contrassegnare gli elettroni a coppie solitarie dagli atomi esterni, cioè un atomo di ossigeno e tre atomi di cloro. Pertanto, l'ossigeno e tre atomi di cloro hanno tre coppie di elettroni solitari e il fosforo non ha coppie di elettroni solitari poiché tutte le 12 coppie di elettroni sono già condivise tra O e Cl.
POCl3 forma della struttura lewis
Nella struttura di LEwis POCl3, l'atomo di fosforo centrale ha 4 legami con 4 atomi cioè 1 ossigeno e 3 atomi di cloro. Tutti gli atomi si dispongono in quella possibile posizione l'uno con l'altro in modo da poter ridurre le forze repulsive tra le coppie di legami elettronici.
La teoria VSEPR dice che, qualsiasi molecola può adottare la geometria per diminuire le forze di repulsione, cioè in qualsiasi struttura legislativa le coppie di elettroni di legame di qualsiasi atomo non hanno repulsione se non sono presenti coppie di elettroni solitari. La formula generica per la molecola POCl3 è AX4.
I forma della struttura lewis di POCl3 ha forma tetraedrica in base alla sua geometria molecolare poiché l'atomo di fosforo centrale viene attaccato con altri quattro atomi.
Ibridazione POCl3
Il numero sterico è una base per trovare l'ibridazione di qualsiasi struttura o molecola. POCl3 ibridazione della struttura di lewis può essere assegnato dal suo numero sterico di atomi di fosforo centrali.
Il numero sterico è la somma del numero totale di atomi legati collegati (attaccati) con l'atomo centrale e la coppia solitaria di elettroni presenti su di esso.
Numero sterico di POCl3 = (n. di elementi o atomi legati con una coppia solitaria di elettroni di fosforo + atomo di fosforo)
Come vediamo la struttura di POCl3 lewis sopra, atomo di fosforo centrale unito con un atomo di ossigeno e tre atomi di cloro, cioè quattro legami con quattro atomi e non hanno coppie di elettroni solitari su di esso.
Quindi, numero sterico POCl3 = 4 + 0 = 4
POCl3 la struttura lewis ha un numero sterico quattro dopo il calcolo, quindi è in sp3 ibridazione del fosforo nella struttura di POCl3.
POCl3 risonanza della struttura di lewis
La struttura di risonanza mostra la variazione nella distribuzione degli elettroni da una struttura all'altra. Ci sono alcune regole per disegnare la struttura di risonanza per qualsiasi composto chimico o molecola o per la struttura di Lewis.
La molecola della struttura necessitava di legami multipli (doppio/triplo legame) e almeno una coppia di elettroni solitari doveva trovarsi su un atomo adiacente nella struttura. Se una struttura ha soddisfatto queste condizioni, possiamo facilmente disegnare la struttura di risonanza di qualsiasi molecola con distribuzione di elettroni e cariche sugli atomi nella molecola.
La struttura di risonanza della molecola POCl3 non è possibile in quanto non è una struttura stabile per formare la risonanza. Poiché l'atomo di fosforo ha doppi legami con l'ossigeno e tre legami singoli con ciascun atomo di cloro. Quindi, il fosforo ha un ottetto esteso.
POCl3 polare o non polare
La molecola POCl3 è una molecola polare in quanto ha una distribuzione disuguale di elettroni in tutta la sua struttura. La molecola POCl3 è costituita da legami covalenti, ovvero il legame fosforo ossigeno (PO) è di natura debolmente-moderatamente covalente e i legami fosforo cloro (P-Cl) sono di natura moderatamente covalente.
La polarità della molecola POCl3 può essere determinata tracciando linee di simmetria attraverso la struttura POCl3. La molecola è polare se una o poche linee sono sulla simmetria nella struttura. Anche la molecola è polare se non ci sono linee di simmetria tracciate attraverso la struttura. Quindi la molecola POCl3 manca della linea di simmetria nella sua struttura.
Se i legami delle molecole POCl3 di un atomo sono di natura covalente o ionica possono essere determinati dalla differenza di elettronegatività di fosforo e ossigeno e atomi di fosforo e cloro. Se il valore del risultato è compreso tra 0 e 1.6 allora è un legame covalente, se il valore è compreso tra 1.8 e 3.0 allora è un legame ionico e se il valore del legame è esattamente 1.7 allora ha un legame neutro.
Per la molecola POCl3, 3.5 è l'elettronegatività dell'ossigeno e 2.19 è l'elettronegatività del fosforo. Quindi, la differenza di elettronegatività tra l'atomo di fosforo e quello di ossigeno è 1.3, il che mostra che il legame è leggermente moderatamente covalente.
Anche 3.2 è l'elettronegatività del cloro e 2.19 è l'elettronegatività del fosforo e la sua differenza è 1.0 che rende il legame moderatamente covalente. Quindi, la struttura di lewis di POCl3 rientra nelle molecole polari.
POCl3 Angolo di legame della struttura lewis
Quando determiniamo la geometria molecolare della molecola POCl3 con l'aiuto della tabella AXN, mostra che il fosforo non ha una coppia di elettroni solitari e forma quattro legami con quattro atomi, ovvero O e tre Cl, che è simile a AX4. Qui, A = atomo centrale e X = numero di legami formati con l'atomo centrale.
Come POCl3 struttura legislativa ha una forma tetraedrica, quindi ha un angolo di legame di 109.8 gradi anche se può essere molto diverso a causa del doppio legame nella sua molecola.
POCl3 utilizza
- Il fosforil ossicloruro è il precursore dell'N, N-dimetil fosforammidico dicloruro.
- Per sintesi chimica multistadio, il tricloruro di fosforile viene trasformato in gas nervino. È un iniziatore di armi chimiche.
- L'ossicloruro di fosforo è ampiamente utilizzato nella produzione di triesteri di alchil e aril ortofosfato.
- Nella crioscopia POCl3 viene utilizzato come solvente.
- POCl3 utilizzato anche in prodotti chimici agricoli (non pesticidi), ritardanti di fiamma, intermedi, coadiuvanti tecnologici, ecc.
- POCl3 è utilizzato nei laboratori per varie reazioni di disidratazione.
- Nelle industrie dei semiconduttori POCl3 viene utilizzato anche come fonte di fosforo liquido nelle procedure di diffusione.
- POCl3 svolge anche un ruolo fondamentale nella preparazione del reagente di Vilsmeier poiché viene utilizzato nella reazione di Vilsmeier-Haack.
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