Structure Clf5 Lewis, caractéristiques : 13 faits que vous devez savoir.

Le présent article concerne le ClF5 (pentafluorure de chlore) qui est un composé interhalogène. Connaissons quelques faits intéressants sur ce composé.

Dans la structure de Lewis ClF5, l'atome central de chlore (Cl) est lié à 5 atomes de fluor (F) par des liaisons simples. La molécule ClF5 contient 16 paires isolées, chaque atome de fluor a 3 paires isolées et une paire isolée est présente sur l'atome de chlore.

Combien d'électrons de valence sont présents dans la structure de Lewis ClF5 ?

Dans la molécule ClF5, l'atome de chlore ainsi que l'atome de fluor ont 7 électrons dans sa couche de valence.

Calcul des électrons de valence dans la molécule ClF5-

Ainsi,

  dans la molécule ClF5, il y a au total 42 électrons de valence.

Étapes pour dessiner la structure de Lewis de ClF5

L'explication étape par étape pour dessiner le diagramme de Lewis de ClF5 -

 Étape 1 : Calculer le nombre total d'électrons de valence présents dans la molécule ClF5

Nous commencerons par trouver le nombre d'électrons de valence dans la molécule ClF5.

(Les électrons de valence sont le nombre d'électrons présents dans la couche de valence d'un atome)

Les deux éléments que sont le fluor et le chlore appartiennent au groupe 17^th donc le nombre d'électrons de valence pour le chlore et le fluor est 7.

Calcul des électrons de valence dans ClF5 –

Étape 2 : Décidez de l'atome central

En dessinant le Structure de points de Lewis toujours garder l'atome le moins électronégatif au centre.

Comme nous savons que l'électronégativité augmente dans une période de gauche à droite et diminue de haut en bas dans un groupe, le chlore est donc moins électronégatif que le fluor.

Remarque : le fluor est l'élément le plus électronégatif du tableau périodique

garder l'atome de chlore le moins électronégatif au centre et l'atome de fluor 5 qui l'entoure et dessiner la structure squelettique pour Molécule ClF5.

Étape 3 : placez une liaison ou une paire d'électrons entre les atomes Cl et F

 Mettez deux électrons (paire d'électrons) entre les atomes de chlore et de fluor pour désigner une liaison chimique.

Étape 4 : Rendez les atomes extérieurs heureux en complétant leur octet

Les éléments du groupe principal sont heureux lorsqu'ils ont atteint la configuration octet de leur élément de gaz rare le plus proche (18^th groupe). C'est ce que nous appelons la règle de l'Octet (Exception : l'hydrogène complète la configuration duplet comme celle du gaz noble He).

Étape 5 : Mettez les électrons restants sur l'atome central :

ClF5 a 42 électrons de valence, dont 10 électrons sont utilisés pour former des liaisons entre Cl et F tandis que 30 électrons sont présents sous forme de paires isolées sur les 5 atomes de fluor environnants et il reste deux électrons.

nous allons maintenant garder ces deux électrons sur l'atome central de Chlore.

Étape 6 : Vérifiez la valeur formelle des frais

Avant de confirmer ceci comme notre finale Structure de Lewis diagramme, nous vérifierons la charge formelle de chaque élément atomique dans la molécule ClF5.

Charge formelle = électrons de Valence – 0.5 * électrons de liaison – électrons non liés

Pour l'atome central Chlore –

Nombre d'électrons non liés du chlore = 2

Nombre d'électrons de liaison du chlore = 10

Charge formelle pour le chlore = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Pour les atomes extérieurs Fluor –

Nombre d'électrons non liés du fluor = 6 (3 paires isolées)

Nombre d'électrons de liaison du fluor = 2

Charge formelle pour l'atome de fluor =7 – 0.5*2 – 6 = 0

Comme les éléments F et O ont le moins de charges formelles possibles, cela signifie que nous avons obtenu notre parfait Structure de Lewis.

Quelle est la charge formelle des atomes présents dans la molécule de structure de Lewis ClF5 ?

La charge formelle est la charge électrique donnée à un atome dans une molécule lorsque tous les électrons d'une liaison sont partagés de manière égale ou en ignorant la différence d'électronégativité des atomes.

Charge formelle = électrons de Valence – 0.5 * électrons de liaison – électrons non liés

Pour l'atome central Chlore –

Nombre d'électrons non liés du chlore = 2

Nombre d'électrons de liaison du chlore = 10

Charge formelle pour le chlore = 7 – 0.5*10 – 2 = 0

Pour les atomes extérieurs Fluor –

Nombre d'électrons non liés du fluor = 6 (3 paires isolées)

Nombre d'électrons de liaison du fluor = 2

Charge formelle pour l'atome de fluor =7 – 0.5*2 – 6 = 0

ClF5 est-il une exception à la règle de l'octet ?

Conformément à la règle de l'octet, les éléments du groupe principal essaient d'obtenir une configuration d'octet de leur élément de gaz rare le plus proche. Dans la molécule ClF5, tous les 5 atomes de fluor atteignent leur octet. Tous les 5 atomes de fluor ont trois paires non liées et une paire liée autour d'eux.

Mais l'atome de chlore central a cinq paires liées et une seule paire autour de lui, ce qui fait un total d'électrons environnants de 12.

Ainsi, la molécule ClF5 est une exception à la règle de l'octet.

Pourquoi la géométrie électronique de ClF5 est-elle octaédrique alors que la molécule a une géométrie pyramidale carrée ?

La molécule ClF5 a 42 électrons de valence.

Sur 42 électrons -

• 10 électrons sont présents sous forme de paires liées entre les atomes de fluor et de chlore
• 30 électrons sont présents sous forme de paires isolées sur les cinq atomes de fluor.
• Deux électrons sont présents sur l'atome central Chlore sous forme de paires isolées.

Comme la géométrie électronique est trouvée en considérant à la fois les paires liées et les paires isolées dans une molécule, la géométrie électronique de la molécule Clf5 est pyramidale carrée.

Pourquoi les angles de liaison dans ClF5 sont-ils légèrement inférieurs à 90 degrés et pas exactement à 90 degrés ?

En raison de la présence d'une paire isolée sur l'atome de chlore central qui provoque une répulsion avec les paires de liaisons, l'angle de liaison de F axial et équatorial devient déformé, ce qui entraîne des angles de liaison inférieurs à 90 degrés.

Ainsi, les angles de liaison dans ClF5 sont légèrement inférieurs à 90 degrés.

Comment connaître la géométrie moléculaire/électronique de la molécule ClF5 ?

Pour répondre à cette question, nous utiliserons le modèle VSEPR -

La forme longue de VSEPR est la théorie de la répulsion des paires d'électrons de la coque de Valence

En utilisant la théorie VSEPR, nous pouvons connaître la géométrie moléculaire tridimensionnelle de toute molécule, ce que nous ne pouvons pas faire en utilisant la Structure de Lewis qui ne peut que prédire la géométrie en 2 dimensions.

La géométrie de ClF5 peut être trouvée par les moyens suivants -

1)Le nombre de paires isolées présentes sur le chlore (Cl) dans sa structure de Lewis est de -

           Paire isolée = 0.5 * (électrons de valence sur Cl - nombre d'atomes attachés à Cl)

                             = 0.5*(7-5)

                             = 1     

2) Hybridation de l'atome de chlore -

         L'hybridation du chlore dans ClF5 est -

  Nombre d'hybridation = nombre d'atomes attachés à Cl + NO. de paires isolées sur Cl

                                          = 5 + 1

                                          = 6

Comme le nombre d'hybridation de 6, l'hybridation de la molécule ClF5 est donc sp3d2

3) Utilisation de la notation VSEPR pour obtenir la géométrie moléculaire -

Maintenant, la notation VSEPR est AXnEx

Notation AXnEx

Où,

 A est l'atome central

 (Dans ClF5, le chlore est l'atome central)

 X sont les atomes liés à l'atome central,

(Dans ClF5, F sont les atomes liés à l'atome central)

n est le nombre d'atomes

(Dans ClF5, n=5)

 E est les paires d'électrons isolées présentes sur l'atome central

x est le nombre de paires isolées

(Dans ClF5, x=1)

Ainsi, pour la molécule ClF5, la formule AXnEx est AX5E1

Selon le tableau VSEPR, la molécule avec la formule AX5E1 a une forme moléculaire en pyramide carrée.

Comme ClF5 a la notation AX5E1, la géométrie moléculaire de ClF5 est pyramidale carrée 

Pourquoi le ClF5 est-il une molécule polaire ?

Une molécule est dite polaire quand –

• La différence d'électronégativité entre les atomes liés est supérieure à 4
• Il contient une liaison polaire avec une extrémité positive et une extrémité négative.
• Il a une géométrie asymétrique afin que les dipôles ne soient pas annulés.

Mais parfois, une molécule avec une liaison polaire peut s'avérer non polaire en raison de la distribution symétrique des charges, de sorte que le moment dipolaire résultant est égal à 0.

Le pentafluorure de chlore (ClF5) est une molécule polaire pour les raisons suivantes -

• La différence d'électronégativité entre le chlore (électronégativité 3.16) et le fluor (électronégativité 3.98) est de 0.82
• ClF5 est une molécule asymétrique car l'atome central du chlore contient une paire isolée.

Hybridation dans ClF5

L'hybridation est la fusion des orbitales atomiques de l'atome dans une molécule pour former des orbitales d'énergie et d'orientation égales

Dans ClF5, l'atome de chlore central forme cinq liaisons simples avec 5 atomes de fluor et une paire isolée est présente dessus.

Pour former des liaisons avec des atomes de fluor, les orbitales de l'atome de chlore subissent une hybridation.

La configuration électronique de l'état fondamental du chlore et du fluor est -

Chlore (état fondamental) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Fluor (état fondamental) : 1S2 2S2 2P5

Configuration électronique du chlore après avoir gagné des électrons en formant des liaisons avec le fluor-

Chlore 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Nombre stérique = Nombre de liaisons sigma entourant l'atome central + Nombre de paires d'électrons isolées sur l'atome central

Nombre stérique = 5 + 1 = 6

Ainsi, l'hybridation pour le chlore dans la molécule ClF5 est Sp3d2

Le ClF5 présente une résonance ?

Une molécule peut présenter une résonance lorsque -

• Il y a une interaction entre deux liaisons pi dans la molécule

             or

• Il existe une interaction entre une liaison pi et un seul d'électrons présents sur un atome adjacent dans une molécule.

ClF5 ne montre pas de résonance car il n'y a pas de liaisons pi présentes dans la molécule ClF5. 

Pourquoi le pentafluorure de chlore est-il un composé covalent même s'il contient des atomes électronégatifs ?

Comme la différence d'électronégativité entre les halogènes, le chlore et le fluor est faible, le ClF5 est donc un composé covalent.

Le ClF5 est-il de nature neutre ?

Oui, ClF5 est un neutre dans la nature contenant deux atomes d'halogène différents - un chlore et cinq atomes de fluor.

Conclusion:

Le pentafluorure de chlore est un composé interhalogène. Il ne respecte pas la règle de l'octet. Il a une géométrie pyramidale carrée. ClF5 est une molécule polaire avec un moment dipolaire de 0.82D. Il ne montre pas de résonance. Il est de nature neutre.

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Sonali Jham

Salut… je m'appelle Sonali Jham. J'ai fait mes études supérieures en chimie et j'ai également complété un B. Ed. Je suis enseignante et diététicienne de profession.
Mon passe-temps est la lecture et la peinture.
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