Le pentachlorure de phosphore est principalement utilisé comme réactif de chloration pour les alcools, les acides carboxyliques, les amides, les aldéhydes, les cétones, les énols et les réactifs de réarrangement de Beckmann. Il est utilisé comme agent de chloration et catalyseur dans la synthèse organique et est utilisé dans la production de médicaments, de colorants et de fibres chimiques. C'est aussi la matière première pour la production de chlorure de phosphazène et d'oxychlorure de phosphore.

L'unité structurelle du pentachlorure de phosphore à l'état solide peut être écrite comme PCl4 +, PCl6-, structure cristalline de chlorure de césium, les deux ions sont respectivement des structures tétraédriques et octaédriques, l'atome de phosphore dans le cation est l'hybridation sp3 et le phosphore dans l'anion est hybridation sp3d2. Le pentachlorure de phosphore à l'état gazeux et liquide a une structure moléculaire unique, et les molécules sont triangulaires et bipyramidales, ce qui est cohérent avec la prédiction de la théorie VSEPR.

Structure moléculaire de PCl5

La structure moléculaire en solution est liée à la concentration et au solvant. Lorsqu'il est dissous dans des solvants polaires (tels que le nitrométhane, le nitrobenzène), le pentachlorure de phosphore subit une auto-ionisation double.