Exercici avaluable: Estructura atòmica i enllaç en el pentabromur de fòsfor

Context

El pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$) és un reactiu emprat habitualment en síntesi orgànica per a convertir àcids carboxílics en bromurs d'acil. A partir de les seves propietats atòmiques i moleculars es resolen les activitats següents.

Pregunta 1. Configuracions electròniques i radi atòmic

A partir dels nombres atòmics $Z_{\mathrm{Br}} = 35$ i $Z_{\mathrm{P}} = 15$:

a.

Indica la configuració electrònica de l'estat fonamental de cadascun dels dos elements que constitueixen el compost.

b.

El radi atòmic observat per al brom és d'1,85 Å. Raona per quin motiu aquest valor resulta inferior a la tendència esperada.

Context

El pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$) és un reactiu emprat habitualment en síntesi orgànica per a convertir àcids carboxílics en bromurs d'acil. A partir de les seves propietats atòmiques i moleculars es resolen les activitats següents.

Pregunta 2. Caixes de Pauling i multiplicitat

Representa mitjançant el diagrama de caixes orbitàliques de Pauling la subcapa $3p^3$ corresponent a l'estat fonamental del fòsfor. A continuació, dedueix el valor de la multiplicitat d'espín d'aquest estat electrònic.

Dibuixa o representa el diagrama de caixes orbitàliques de Pauling per a la subcapa $3p^3$:

Context

El pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$) és un reactiu emprat habitualment en síntesi orgànica per a convertir àcids carboxílics en bromurs d'acil. A partir de les seves propietats atòmiques i moleculars es resolen les activitats següents.

Pregunta 3. Abundància natural dels isòtops de brom

A la natura, el brom es troba format per dos isòtops estables: $^{79}\mathrm{Br}$ (massa atòmica 78,918 u) i $^{81}\mathrm{Br}$ (massa atòmica 80,916 u). Sabent que la massa atòmica mitjana de l'element és de 79,904 u, calcula el percentatge d'abundància natural de cadascun.

%

%

Context

El pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$) és un reactiu emprat habitualment en síntesi orgànica per a convertir àcids carboxílics en bromurs d'acil. A partir de les seves propietats atòmiques i moleculars es resolen les activitats següents.

Pregunta 4. Estats d'oxidació del fòsfor

Detalla dos estats d'oxidació característics que pugui presentar l'àtom de fòsfor i justifica la seva viabilitat segons la seva configuració electrònica.

Context

El pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$) és un reactiu emprat habitualment en síntesi orgànica per a convertir àcids carboxílics en bromurs d'acil. A partir de les seves propietats atòmiques i moleculars es resolen les activitats següents.

Pregunta 5. Enllaç, Lewis, VSEPR i polaritat del PBr₅

Per a la molècula de pentabromur de fòsfor ($\text{PBr}_5$):

a.

Identifica la tipologia d'enllaç dominant existent entre els seus àtoms.

b.

Dibuixa la seva estructura de Lewis.

c.

Prediu la seva geometria molecular segons el model VSEPR, indicant la denominació de la forma geomètrica obtinguda.

d.

Raona si la molècula és polar o apolar.