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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Phosphorus-pentafluoride-2D.png|180px|Strukturformel von Phosphorpentafluorid]]
| Name = Phosphorpentafluorid
| Andere Namen = Phosphor(V)-fluorid
| Summenformel = PF5
| CAS = {{CASRN|7647-19-0}}
| EG-Nummer = 231-602-3
| ECHA-ID = 100.028.730
| PubChem = 24295
| ChemSpider = 22715
| Beschreibung = farbloses Gas mit stechendem Geruch, schwerer als Luft<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse = 125,97 g·[[mol]]−1
| Aggregat = gasförmig
| Dichte = 5,69 kg·m−3 bei 0 °C, 1013 mbar<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Phosphorpentafluorid|ZVG=490975|CAS=7647-19-0|Abruf=2021-01-08}}</ref>
| Schmelzpunkt = −93,8 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt = −84,6 °C<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck = 2,79 M[[Pascal (Einheit)|Pa]] (20 °C)<ref name="GESTIS" />
| pKs =
| Löslichkeit = zersetzt sich durch [[Hydrolyse]] in Wasser<ref name="GESTIS" />
| Quelle GHS-Kz = <ref name="GESTIS" />
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|04|05|06}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|280|330|314}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|260|280|303+361+353+315|304+340+315|305+351+338+315|403|405}}
| Quelle P = <ref name="GESTIS" />
| MAK =
}}

'''Phosphorpentafluorid''' (Phosphor(V)-fluorid) ist eine [[Anorganische Chemie|anorganische]], [[chemische Verbindung]] aus den [[Chemisches Element|Elementen]] [[Phosphor]] und [[Fluor]] mit der [[Summenformel]] PF5 und zählt zur Verbindungsklasse der Phosphorhalogenide. Es ist bei [[Standardbedingungen]] ein farbloses, sehr giftiges und nicht brennbares Gas mit stechendem Geruch. In feuchter Luft oder in Wasser gelöst reagiert es heftig unter Bildung von [[Fluorwasserstoff]] HF und [[Phosphorsäure]] H3PO4.

== Geschichte ==
Phosphorpentafluorid wurde 1876 von dem britischen [[Chemiker]] [[Thomas Edward Thorpe]] (1845–1925) entdeckt und erstmals beschrieben.<ref>{{Literatur |Autor=Thomas Edward Thorpe |Titel=On Phosphorus Pentafluoride |Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society of London |Band=25 |Nummer=172 |Datum=1876-06-15 |Seiten=122–123 |Sprache=en |DOI=10.1098/rspl.1876.0026}}</ref>

== Gewinnung und Darstellung ==
Phosphorpentafluorid kann durch [[Fluorierung]] von [[Phosphorpentachlorid]] PCl5 mit Hilfe von [[Arsen(III)-fluorid|Arsentrifluorid]] AsF3 unter Bildung von [[Arsen(III)-chlorid|Arsentrichlorid]] AsCl3 dargestellt werden.

:<math>\mathrm{3\ PCl_5\ +\ 5\ AsF_3\ \longrightarrow\ 3\ PF_5\ \uparrow\ +\ 5\ AsCl_3}</math>

Das Phosphorpentafluorid entweicht dabei als stark rauchendes Gas, während das Arsentrichlorid zurückbleibt.

== Eigenschaften ==
=== Physikalische Eigenschaften ===
[[Datei:Phosphorus-pentafluoride-2D-dimensions.png|mini|links|PF5-Molekül]]
Phosphorpentafluorid-[[Molekül]]e sind trigonal-bipyramidal aufgebaut, mit dem [[Phosphor]]atom im Zentrum und den [[Atombindung|kovalent]] gebundenen [[Fluor]]atomen in der dreieckigen Grundfläche (äquatoriale Positionen) und an den beiden Spitzen (axiale oder apikale Positionen) der Bipyramide. Die F−P–F-[[Bindungswinkel]] in der Grundfläche betragen 120°, während die Bindungen zu beiden apikalen Fluoratomen senkrecht zur Grundfläche stehen. Die [[Bindungslänge]]n zwischen Phosphor und den äquatorialen Fluoratomen betragen jeweils 153 [[Picometer|pm]] und sind um 5 pm kürzer als zu den beiden Atomen in apikaler Position (158 pm).<ref name="HoWi886">{{Holleman-Wiberg |Auflage=103.1 |Startseite=886}}</ref>

Obwohl durch die Geometrie der trigonalen Bipyramide zwei Arten von Fluoratomen sich unterscheiden müssten, erhält man bei Messungen mit der [[Fluor|19F]]-[[Kernspinresonanzspektroskopie|NMR-Spektroskopie]] anstatt der erwarteten zwei nur ein einziges Signal für die Fluoratome. Dies wird durch die [[Pseudorotation|Berry-Pseudorotation]] verursacht, bei der die Fluoratome ständig ihre Positionen innerhalb des Moleküls wechseln. Dieser Wechsel vollzieht sich schneller als das Messgerät ihn erfassen kann und eine zeitlich gemittelte Struktur mit scheinbar fünf gleichwertigen Fluoratomen wird in den Spektren wiedergegeben.<ref>{{Literatur |Autor=Ralf Steudel |Hrsg=[[James E. Huheey]], Richard Keiter, Ellen A. Keiter |Titel=Struktur und Reaktivität von Molekülen |Sammelwerk=Anorganische Chemie: Prinzipien von Struktur und Reaktivität |Auflage=4. |Verlag=De Gruyter |Ort=Berlin; Boston |Datum=2012 |ISBN=978-3-11-092562-3 |Kapitel=Kapitel 6 |Seiten=227–281 |Online={{Google Buch |BuchID=j8fmBQAAQBAJ |Seite=264}} |DOI=10.1515/9783110925623-011}}</ref>

Bei Standardbedingungen ist Phosphorpentafluorid ein farbloses Gas und ca. 4,5 mal so schwer wie Luft.

Unterhalb des [[Schmelzpunkt]]s von −93,8 °C kristallisiert Phosphorpentafluorid im [[Hexagonales Kristallsystem|hexagonalen Kristallsystem]] in der {{Raumgruppe|P63/mmc|lang}} mit den [[Gitterparameter]]n ''a'' = 556 pm und ''c'' = 618 pm (''c''/''a'' = 1,11) sowie zwei [[Formeleinheit]]en pro [[Elementarzelle]].<ref>D. Mootz, M. Wiebcke: ''Fluorides and fluoro acids. XIII. The crystal structure of phosphorus pentafluoride''. In: ''[[Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie]]''. Bd. 545, Nr. 2, 1987, S. 39–42. [[doi:10.1002/zaac.19875450204]].</ref>

=== Chemische Eigenschaften ===
Phosphorpentafluorid ist extrem anfällig gegenüber [[Hydrolyse]]. In feuchter Luft oder allgemein bei Kontakt mit Wasser zersetzt es sich spontan in einer heftigen Reaktion unter Bildung von [[Fluorwasserstoff]] HF und [[Phosphorsäure]] H3PO4.

:<math>\mathrm{PF_5\ +\ 4\ H_2O\ \longrightarrow\ 5\ HF\ +\ H_3PO_4}</math>

In Lösungen mit hohen Fluoridionen-Konzentrationen reagiert Phosphorpentafluorid als [[Lewis-Säure]] zum Hexafluorophosphat(V)-Anion PF6−, das [[isoelektronisch]] zum [[Schwefelhexafluorid]] SF6 und [[Hexafluorokieselsäure|Hexafluorosilicat(IV)-Anion]] SiF62− ist. Die zu Grunde liegende [[Hexafluorophosphorsäure]] HPF6 lässt sich, analog der [[Hexafluorokieselsäure]] H2SiF6, nicht durch Entwässerung in reiner Form isolieren, sondern zerfällt unter Abspaltung von HF wiederum zu PF5.<ref name="HoWi">{{Holleman-Wiberg |Auflage=103.1 |Startseite=891}}</ref>

Durch die Abspaltung von HF bei Kontakt mit Wasser ätzt Phosphorpentafluorid Glasoberflächen.<ref name="PubChem">{{Internetquelle |url=https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Phosphorus-pentafluoride#section=Other-Experimental-Properties |titel=Phosphorus pentafluoride |titelerg=Compound Summary for CID 24295 |werk=PubChem |hrsg=National Library of Medicine (US), National Center for Biotechnology Information |sprache=en |abruf=2023-03-05}}</ref>

Von Phosphorpentafluorid existieren [[Derivat (Chemie)|Derivate]] in Form der [[Fluorophosphane]] HPF4, H2PF3 und H3PF2, wobei die [[Wasserstoff]]atome Fluoratome in äquatorialen Positionen ersetzen.<ref name="HoWi" />

== Literatur ==
* {{Holleman-Wiberg |Auflage=102. |Startseite=780 |Endseite=?}}
* {{Literatur
|Autor=[[T. E. Thorpe]]
|Titel=Ueber Phosphorpentafluorid
|Sammelwerk=[[Justus Liebigs Annalen der Chemie]]
|Band=182
|Nummer=1–2
|Datum=1876
|Seiten=201–206
|DOI=10.1002/jlac.18761820118}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Phosphorus pentafluoride|Phosphorpentafluorid}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Phosphorhalogenide}}

[[Kategorie:Phosphorhalogenid]]
[[Kategorie:Fluorverbindung]]

Phosphorpentafluorid - Versionsgeschichte

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