Fosforus pentaklorida
Fosforus pentaklorida adalah senyawa kimia dengan rumus kimia PCl. Senyawa ini merupakan salah satu klorida fosforus yang penting, yang lainnya termasuk PCl dan POCl. PCl digunakan sebagai pereaksi pengklorinasi. Senyawa ini merupakan padatan tak berwarna, sensitif terhadap air dan kelembapan, meskipun sampel komersial bisa berwarna kekuningan dan terkontaminasi dengan hidrogen klorida.
Struktur untuk fosforus klorida selalu konsisten dengan teori VSEPR. Struktur dari PCl bergantung pada lingkungannya. Gas dan lelehan PCl merupakan molekul netral dengan simetri trigonal bipiramidal ("D"). Keadaan hipervalen dari spesi ini (seperti halnya PCl, lihat di bawah) dapat dijelaskan dengan penyertaan OM non-ikatan (teori orbital molekul) atau resonansi (teori ikatan valensi). Struktur trigonal bipiramidal ini tetap ada dalam pelarut non-polar, seperti CS dan CCl. Dalam keadaan padat PCl bersifat ionik, memiliki rumus PClPCl.
Dalam larutan pelarut polar, PCl mengalami "autoionisasi". Larutan encer terdisosiasi menurut persamaan berikut:
Pada konsentrasi tinggi, suatu kesetimbangan kedua menjadi lebih ada:
Kation PCl dan anion PCl merupakan tetrahedral dan oktahedral, berturut-turut. Pada suatu waktu, PCl dalam larutan diperkirakan membentuk struktur dimer, PCl, Namun saran ini tidak didukung oleh pengukuran spektroskopi Raman.
AsCl dan SbCl juga mengadopsi struktur trigonal bipiramidal. Jarak ikatan yang relevan adalah 211 (As-Cl), 221 (As-Cl), 227 (Sb-Cl), dan 233.3 pm (Sb-Cl ). Pada suhu rendah, SbCl terkonversi menjadi dimer, bioktahedral SbCl, secara sttruktur berhubungan dengan niobium pentaklorida.
PCl disiapkan dengan klorinasi PCl. Reaksi ini digunakan untuk memproduksi sekitar 10,000,000 kg/tahun PCl (per 2000).
PCl hadir dalam kesetimbangan dengan PCl dan klorin, serta pada suhu 180 °C derajat disosiasinya kira-kira 40%. Karena kesetimbangannya, sampel PCl terkadang mengandung klorin, yang menimbulkan warna kehijauan.
Dalam reaksinya yang paling dicirikan, PCl bereaksi setelah kontak dengan air untuk melepaskan hidrogen klorida dan memnghasilkan oksida fosforus.
Produk hidrolisis pertama adalah fosforus oksiklorida:
Dalam air panas, hidrolisis berlangsung menyeluruh menjadi asam "orto"-fosfat:
Dalam kimia sintetis, dua kelas klorinasi biasanya menarik: klorinasi oksidatif dan klorinasi substitusi. Klorinasi oksidatif memerlukan transfer Cl dari pereaksi ke substrat. Klorinasi substitusi mensyaratkan penggantian gugus O atau OH dengan klorida. PCl dapat digunakan pada kedua proses tersebut.
Setelah perlakuan dengan PCl, asam karboksilat dikonversi menjadi asil klorida yang sesuai. Mekanisme berikut telah diajukan:
Senyawa ini juga mengubah alkohol menjadi alkil klorida. Tionil klorida lebih umum digunakan di laboratorium karena SO lebih mudah dipisahkan dari produk organik dibandingkan POCl.
PCl bereaksi dengan amida tersier, seperti DMF, untuk menghasilkan dimetilklorometilenamonium klorida, yang disebut sebagai pereaksi Vilsmeier, [(CH)NCClH]Cl. Lebih khusus, suatu garam terkait dihasilkan dari reaksi DMF dan POCl. Pereaksi tersebut berguna dalam preparasi turunan benzaldehida melalui formilasi dan untuk mengubah gugus C-OH menjadi gugus C-Cl.
Senyawa ini khususnya dikenal karena mengubah gugus C=O menjadi gugus CCl. Sebagai contoh, benzofenon dan fosforus pentaklorida bereaksi menghasilkan difenildiklorometana:
Karakter elektrofil PCl disorot oleh reaksinya dengan stirena untuk memberi, setelah hidrolisis, turunan asam fosfonat.
Baik PCl dan PCl mengubah gugus RCOH menjadi klorida RCCl. Namun, pentaklorida merupakan sumber klorin dalam banyak reaksi. Senyawa ini mengklorinasi ikatan CH alilik dan benzilik. PCl memiliki kemiripan yang lebih besar dengan SOCl, juga merupakan sumber dari Cl. Untuk klorinasi oksidatif pada skala laboratorium, sulfuril klorida sering disukai dibanding PCl karena produk samping gas SO mudah dipisahkan.
Sedangkan untuk reaksi dengan senyawa organik, penggunaan PCl telah digantikan oleh SOCl. Reaksi fosforus pentoksida dan PCl menghasilkan POCl:
PCl mengklorinasi nitrogen dioksida untuk membentuk nitronium klorida:
PCl adalah prekursor bagi litium heksafluorofosfat, LiPF, suatu elektrolit dalam baterai ion litium. juga diproduksi melalui reaksi dengan litium fluorida, dengan litium klorida sebagai produk samping:
PCl adalah zat berbahaya karena bereaksi keras dengan air.