Geometrie moleculară bipiramidală trigonală - Trigonal bipyramidal molecular geometry
| Geometrie moleculară bipiramidală trigonală | |
|---|---|
 | |
| Exemple | PF 5 , Fe (CO) 5 |
| Grup de puncte | D 3h |
| Număr de coordonare | 5 |
| Unghiul de legătură | 90 °, 120 ° |
| μ (polaritate) | 0 |
În chimie, o formație de bipiramidă trigonală este o geometrie moleculară cu un atom în centru și cu 5 atomi mai mulți la colțurile unei bipiramide triunghiulare . Aceasta este o geometrie pentru care unghiurile de legătură care înconjoară atomul central nu sunt identice (a se vedea, de asemenea, bipiramida pentagonală ), deoarece nu există o dispunere geometrică cu cinci atomi terminali în poziții echivalente. Exemple de această geometrie moleculară sunt pentafluorura de fosfor (PF 5 ) și pentaclorura de fosfor (PCl 5 ) în faza gazoasă.
cuprins
Poziții axiale (sau apical) și ecuatoriale
Cei cinci atomi legați de atomul central nu sunt toate echivalente și sunt definite două tipuri diferite de poziție. Pentru pentaclorura de fosfor , de exemplu, atomul de fosfor împărtășește un plan cu trei atomi de clor la unghiuri de 120 ° unul față de celălalt în poziții ecuatoriale și cu încă doi atomi de clor deasupra și sub plan ( poziții axiale sau apicale ).
Conform teoriei geometriei moleculare VSEPR , o poziție axială este mai aglomerată, deoarece un atom axial are trei atomi ecuatoriali vecini (pe același atom central) la un unghi de legătură de 90 °, în timp ce un atom ecuatorial are doar doi atomi axiali vecini la 90 ° unghi de legătură. Pentru moleculele cu cinci liganzi identici, lungimile legăturii axiale tind să fie mai lungi, deoarece atomul de ligand nu se poate apropia de atomul central la fel de îndeaproape. Ca exemple, în PF 5 lungimea axială P-F axială este 158 pm și ecuatorială 152 pm, iar în PCl 5 axial și ecuatorial sunt 214, respectiv 202 pm.
În halogenul mixt PF 3 Cl 2 , clorurile ocupă două dintre pozițiile ecuatoriale, ceea ce indică faptul că fluorul are o apicofilicitate sau o tendință mai mare de a ocupa o poziție axială. În general, apicofilicitatea ligandului crește odată cu electronegativitatea și, de asemenea, cu capacitatea de retragere a electronilor pi, ca în secvența Cl <F <CN. Ambii factori scad densitatea electronilor în regiunea de legătură de lângă atomul central, astfel încât aglomerația în poziția axială este mai puțin importantă.
Geometrii înrudite cu perechi singulare
Teoria VSEPR prezice de asemenea că substituția unui ligand la un atom central de o pereche de electroni de valență lasă forma generală a aranjamentului electronilor neschimbată cu perechea singură care ocupă acum o singură poziție. Pentru moleculele cu cinci perechi de electroni de valență incluzând atât perechile de legătură cât și perechile singulare, perechile de electroni sunt încă aranjate într-o bipiramidă trigonală, dar una sau mai multe poziții ecuatoriale nu este atașată de un atom de ligand astfel încât geometria moleculară (numai pentru nuclee) e diferit.
Geometria moleculară legănare se găsește în tetrafluorură de sulf (SF 4 ) , cu un atom central de sulf , înconjurat de patru atomi de fluor care ocupă două axiale și două poziții ecuatoriale, precum și de o singură pereche ecuatorială, corespunzând unei AX 4 molecule E în notație AX . O geometrie moleculară în formă de T se găsește în trifluorura de clor (ClF 3 ), o moleculă AX 3 E 2 cu fluor în două poziții axiale și una ecuatorială, precum și în două perechi de solutii ecuatoriale. În cele din urmă, ionul triiodidic ( I-
3) se bazează, de asemenea, pe o bipiramidă trigonală, dar geometria moleculară reală este liniară cu iodurile terminale numai în cele două poziții axiale și pe cele trei poziții ecuatoriale umplute cu perechi de electroni singulari (AX 2 E 3 ).
Pseudorotarea berry
Izomerii cu o geometrie bipiramidală trigonală sunt capabili să se intervină printr-un proces cunoscut sub numele de pseudorotare Berry . Pseudorotarea este similară în ceea ce privește mișcarea unui diastereomer conformațional, deși nu sunt completate revoluții complete. În procesul de pseudorotare, doi liganzi ecuatoriali (amândoi au o lungime de legătură mai scurtă decât a treia) "se deplasează" către axa moleculei, în timp ce liganzii axiali "se deplasează" simultan spre ecuator, creând o mișcare ciclică constantă. Pseudorotarea este deosebit de notabilă în molecule simple, cum ar fi pentafluorura de fosfor (PF 5 ).