Pentafluoreto de fósforo

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

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.

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.