Pentachlorek fosforu

Pentachlorek fosforu (nazwa Stocka: chlorek fosforu(V)), PCl
5 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków kwasowych.

Pentachlorek fosforu

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. pentachlorek fosforu, chlorek fosforu(V) podst. pentachloro-λ5-fosfan addyt. pentachlorydofosfor Inne nazwy i oznaczenia Stocka chlorek fosforu(V) inne daw. pięciochlorek fosforu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	PCl 5
Masa molowa	208,22 g/mol
Wygląd	białe lub żółte, tetragonalne, higroskopijne kryształy[1] o ostrym zapachu[2]
Identyfikacja
Numer CAS	10026-13-8
SMILES ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl
Właściwości Gęstość 2,1 g/cm³[1]; ciało stałe Rozpuszczalność w wodzie reaguje[1][2] w innych rozpuszczalnikach disiarczek węgla, tetrachlorek węgla[1] Temperatura topnienia 167 °C (temperatura punktu potrójnego)[1] Temperatura sublimacji ok. 100 °C[2] 160 °C[1] Temperatura rozkładu ≥ 150 °C[2] Punkt krytyczny 373 °C[3]
Budowa Typ hybrydyzacji i VSEPR sp3d – bipiramida trygonalna Moment dipolowy 0 D
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2015-07-21] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[4] Niebezpieczeństwo Zwroty H H302, H314, H330, H373, EUH014, EUH029 Zwroty P P260, P280, P284, P305+P351+P338, P310[5] Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[4] Silnie toksyczny (T+) Zwroty R R14, R22, R26, R34, R48/20 Zwroty S S1/2, S7/8, S26, S36/37/39, S45 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[6] 0 3 2 W Numer RTECS TB6125000 Dawka śmiertelna LD50 660 mg/kg (szczur, doustnie)[2]
Podobne związki
Podobne związki	PCl 3, POCl 3
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Otrzymywanie

PCl
5 otrzymywany jest w reakcji chlorowania PCl
3. Tą metodą w 2000 roku wyprodukowano go w ilości ok. 10 tys. ton^[7].

PCl
3 + Cl
2 ⇄ PCl
5 (ΔH = −124 kJ/mol)

PCl
5 istnieje w równowadze z PCl
3 i chlorem. W temperaturze 180 °C stopień dysocjacji wynosi ok. 40%^[7]. Ze względu na istnienie takiej równowagi, próbki PCl
5 często zawierają chlor, który powoduje żółtozielone zabarwienie substancji.

Budowa

W fazie gazowej i ciekłej PCl
5 jest obojętną cząsteczką o symetrii bipiramidy trygonalnej (D_3h), zawierającą 3 standardowe kowalencyjne wiązania P−Cl w płaszczyźnie ekwatorialnej oraz jedno liniowe trójcentrowe wiązanie czteroelektronowe Cl−P−Cl, w którym uczestniczą dwa aksjalne atomy chloru. Podobną budowę mają cząsteczki PCl
5 w roztworach w rozpuszczalnikach niepolarnych, np. CS
2 i CCl
4^[8].

W stanie stałym PCl
5 ma budowę jonową, z tetraedrycznymi kationami PCl+
4 i oktaedrycznymi anionami PCl−
6^[7]. Podobne jony obserwuje się w stężonych roztworach PCl
5 w rozpuszczalnikach polarnych w wyniku autodysocjacji^[9]:

2PCl
5 ⇄ [PCl+
4][PCl−
6]

Zakładane dawniej występowanie dimerów P
2Cl
10 nie znajduje potwierdzenia w badaniach spektroskopii Ramana.

W rozcieńczonych roztworach w rozpuszczalnikach polarnych autodysocjacja ma inny przebieg:

PCl
5 ⇄ [PCl+
4]Cl−

Zastosowanie

Stosowany jest do chlorowania oraz jako katalizator. Przykładowe reakcje chlorowania:

kwas karboksylowy + PCl
5 → chlorek acylu + POCl
3 + HCl

alkohol + PCl
5 → chlorek alkilowy + POCl
3 + HCl

R
2C=O + PCl
5 → R
2CCl
2 + POCl
3

PCl
5 + 2NO
2 → PCl
3 + 2NO
2Cl

Ponadto reaguje z dimetyloformamidem z wytworzeniem odczynnika Vilsmeiera, [(CH
3)
2NCClH]Cl, służącego do otrzymywania pochodnych benzaldehydu. PCl
5 reaguje też ze styrenem dając pochodne fosfonianowe.