J'ai déjà abordé de telles questions concernant l'hypervalence de molécules particulières et, par conséquent, j'aimerais apporter quelques éclaircissements à ce sujet.

Une réponse superficielle courante que l'on peut fournir pour répondre à la question est qu'il y a dix électrons autour de l'atome d'azote central dans $ \ ce {NH5} $ et donc, il ne peut pas exister sur la base de la règle de l'octet. Et nous savons que la règle de l'octet doit être strictement respectée pour les éléments de la période 2.

Cependant, examinons les raisons plus profondes pour lesquelles les éléments de la période 2 se comportent de cette manière en examinant les caractéristiques des molécules hypervalentes.

Une raison très cruciale pour laquelle des molécules hypervalentes et moléculaires particulières des ions, tels que $ \ ce {PCl5} $ et $ \ ce {SO4 ^ {2 -}} $, peuvent exister en raison de la présence de ligands électronégatifs autour de l'atome central qui peuvent éloigner la densité électronique, réduisant l'inter- répulsion électronique dans la molécule et donc, augmentation significative de la stabilité de la molécule. En raison du caractère ionique significatif résultant de la formation de multiples liaisons covalentes polaires, il existe en fait un caractère ionique significatif au sein de la molécule. Des études informatiques ont montré que certains de ces atomes centraux portent en fait une charge importante, certains ayant même une charge supérieure à +1. Bien que vous puissiez vous attendre à ce que les atomes centraux des molécules hypervalentes aient plus de 8 électrons, la réalité est qu'ils en ont probablement moins! Cela a été démontré dans une étude menée par Noury, Silvi et Gillespie. ^[1] Cela montre comment les ligands électronégatifs sont attireurs d'électrons.

Un autre facteur important à considérer est les stériques. En termes simples, nous ne pouvons pas placer plusieurs grands atomes autour d'un petit atome. Les atomes des éléments de la période 2 peuvent ne pas avoir atteint la "taille critique" pour qu'ils puissent accueillir plus d'atomes autour d'eux, tandis que les éléments de la période 3 semblent être capables d'accueillir plus d'atomes beaucoup plus facilement. C'est la raison probable pour laquelle la molécule $ \ ce {NF5} $ n'existe pas. Alors que les ligands fluorés électronégatifs peuvent aider à réduire la densité électronique accumulée dans l'azote, les contraintes d'espace sont tout simplement trop limitatives. Vous pouvez en savoir plus sur la molécule et son instabilité associée sur sa page Wikipédia. Les références fournies sur la page sont également très perspicaces.

J'espère que la raison pour laquelle $ \ ce {NH5} $ ne peut pas exister est maintenant claire sur la base des considérations des deux facteurs ci-dessus.

1. Noury, S .; Silvi, B .; Gillespie, R. J. Liaison chimique dans les molécules hypervalentes: la règle des octets est-elle pertinente?. Inorg. Chem. 2002, 41 (8), 2164-2172. DOI: 10.1021 / ic011003v.