Ejercicio B3 · Química PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2021

a) Justifique la geometría observada aplicando la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV).

Solución: El átomo central de fósforo ($Z = 15$) presenta 5 electrones de valencia ($3s^2 3p^3$). Al unirse con tres átomos de flúor ($Z = 9$, $2s^2 2p^5$), forma 3 pares enlazantes y le queda 1 par no enlazante (solitario), dando lugar a una distribución electrónica tetraédrica ($AX_3E$). Según la TRPECV, la repulsión entre el par solitario y los enlazantes es mayor que entre enlazantes, lo que confiere a la molécula una geometría molecular piramidal trigonal (con ángulos de enlace ligeramente inferiores a 109,5°).

b) Justifique razonadamente la polaridad observada.

Solución: El flúor es considerablemente más electronegativo que el fósforo, por lo que cada enlace P-F es polar, con un momento dipolar dirigido hacia el átomo de flúor. Debido a la geometría piramidal trigonal (asimétrica), la suma vectorial de los tres momentos dipolares no es nula ($\sum \vec{\mu} \neq 0$). Además, el par solitario contribuye a la asimetría electrónica. Por lo tanto, la molécula posee un momento dipolar neto diferente de cero y es polar.