Pentafluoreto de fósforo
Phosphorus pentafluoride
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| Nomes | |||||||||||||||||
| Nome IUPAC | Phosphorus pentafluoride | ||||||||||||||||
| Outros nomes | Phosphorus(V) fluoride Pentafluoridophosphorus Pentafluorophosphorane | ||||||||||||||||
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| Página de dados suplementares | |||||||||||||||||
| Estrutura e propriedades | n, εr, etc. | ||||||||||||||||
| Dados termodinâmicos | Phase behaviour Solid, liquid, gas | ||||||||||||||||
| Dados espectrais | UV, IV, RMN, EM | ||||||||||||||||
| Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão. Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde. | |||||||||||||||||
Pentafluoreto de fósforo é o composto de fórmula química PF5
Preparo
O pentafluoreto de fósforo foi preparado pela primeira vez em 1876 através da fluoração do pentacloreto de fósforo usando trifluoreto de arsênico. Essa síntese continua a ser um método preferido:[1]
- 3 PCl5 + 5 AsF3 → 3 PF5 + 5 AsCl3
Estrutura
Estudos de raios X de monocristal indicam que o PF5 tem geometria molecular bipiramidal trigonal. Dessa forma, apresenta dois tipos distintos de ligações P-F (axial e equatorial): o comprimento de uma ligação P-F axial é distinto da ligação P-F equatorial na fase sólida, mas não nas fases líquida ou gasosa devido à pseudo-rotação de Berry.
A espectroscopia de RMN de flúor-19, mesmo a temperatura de -100°C, falha em distinguir os ambientes axial e equatorial dos átomos de flúor. Esta aparente equivalência surge da baixa barreira para pseudo-rotação através do mecanismo de Berry, pelo qual os átomos de flúor axiais e equatoriais trocam rapidamente de posição. A aparente equivalência dos centros F em PF5 foi observada pela primeira vez por Gutowsky.[2] A explicação para o fenômeno foi descrita pela primeira vez por Stephen Berry. O mecanismo de Berry influencia o espectro de 19F NMR do PF5, uma vez que a espectroscopia de NMR opera em uma escala de tempo de milissegundos.
A difração de elétrons e a cristalografia de raios X não detectam esse efeito, pois as estruturas do estado sólido são, em relação a uma molécula em solução, estáticas e não podem sofrer as mudanças necessárias na posição atômica.
Acidez de Lewis
O pentafluoreto de fósforo é um ácido de Lewis. Esta propriedade é relevante para sua rápida hidrólise. Um aduto extensivamente estudado é o PF5 com piridina. Com aminas primárias e secundárias, os adutos convertem-se facilmente em derivados diméricos a fórmula [PF4(NR2)]2. Uma variedade de complexos é conhecida com ligantes bidentados.[3]
O ácido hexafluorofosfórico (HPF6) é derivado do pentafluoreto de fósforo e fluoreto de hidrogênio. Sua base conjugada, hexafluorofosfato (PF6-), é um ânion não coordenante útil.
Reatividade e Propriedades Químicas:
Como um ácido de Lewis forte, o PF₅ forma adutos com várias bases de Lewis. Por exemplo, com a piridina, forma um complexo estável. Com aminas primárias e secundárias, os adutos podem se converter em derivados diméricos com a fórmula [PF₄(NR₂)]₂. Além disso, o PF₅ hidrolisa rapidamente na presença de água, liberando ácido fluorídrico (HF) e formando ácido fosfórico (H₃PO₄).[4]
Aplicações:
O pentafluoreto de fósforo é utilizado principalmente como agente de fluoração em síntese orgânica e inorgânica. Devido à sua forte acidez de Lewis, é empregado na catálise de reações que requerem a ativação de substratos por complexação com ácidos de Lewis.[5]
Segurança:
Devido à sua alta reatividade e capacidade de liberar HF, o PF₅ deve ser manuseado com extremo cuidado. É essencial utilizar equipamentos de proteção individual adequados e trabalhar em ambientes com ventilação apropriada ao lidar com este composto.<[6]
Referências
- ↑ Kwasnik, W. (1963). "Phosphorus(V) fluoride". In Brauer, G. (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. Vol. 1 (2nd ed.). New York: Academic Press. p. 190
- ↑ Gutowsky, H. S.; McCall, D. W.; Slichter, C. P. (1 de fevereiro de 1953). «Nuclear Magnetic Resonance Multiplets in Liquids». The Journal of Chemical Physics (2): 279–292. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.1698874. Consultado em 11 de dezembro de 2022
- ↑ Wong, Chih Y.; Kennepohl, Dietmar K.; Cavell, Ronald G. (1 de janeiro de 1996). «Neutral Six-Coordinate Phosphorus». Chemical Reviews (em inglês) (6): 1917–1952. ISSN 0009-2665. doi:10.1021/cr9410880. Consultado em 11 de dezembro de 2022
- ↑ «A preparação industrial do fósforo é através do aquecimento do fosfato de cálcio, obtido da rocha fosfática, com areia e coque:»
- ↑ «Gases nobres: a química oculta dos elementos inertes»
- ↑ «Massa molar of PF5 (Pentafluoreto de fósforo) is 125.9657780 ± 0.0000045 g/mol»