Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть структуры Cu 3 P, подчеркивающая сильно сшитую природу, общую для многих фосфидов переходных металлов (Cu = оранжевый, P = фиолетовый).

В химии фосфид - это соединение, содержащее ион P 3- или его эквивалент. Известно много различных фосфидов с сильно различающейся структурой. [1] Чаще всего встречается на бинарных фосфидах, то есть тех материалах, которые состоят только из фосфора и менее электроотрицательного элемента. Многочисленны полифосфиды, твердые вещества, состоящие из анионных цепей или кластеров фосфора. Известны фосфиды с большинством менее электроотрицательных элементов, за исключением Hg , Pb , Sb , Bi , Te и Po . [2] Наконец, некоторые фосфиды являются молекулярными.

Бинарные фосфиды [ править ]

Бинарные фосфиды включают фосфор и еще один элемент. Примером фосфида группы 1 является фосфид натрия (Na 3 P). Другие известные примеры включают фосфид алюминия (AlP) и фосфид кальция (Ca 3 P 2 ), которые используются в качестве пестицидов, используя их склонность к высвобождению токсичного фосфина при гидролизе. Фосфид магния (Mg 3 P 2 ) также чувствителен к влаге. Фосфид индия (InP) и GaP используются в качестве полупроводников, часто в сочетании с родственными арсенидами . [3] Фосфид меди (Cu3 P) иллюстрирует редкую стехиометрию для фосфида. Эти частицы нерастворимы во всех растворителях - они представляют собой трехмерные твердотельные полимеры. В случае с электроположительными металлами материалы гидролизуются:

Ca 3 P 2 + 6 H 2 O → 3 Ca (OH) 2 + 2 PH 3
Координационное окружение вокруг Cu в Cu 3 P. Две пары атомов Cu затмеваются.

Полифосфиды [ править ]

Полифосфиды содержат связи PP. Простейшие полифосфиды содержат P4-
2ионы ;. Остальные содержат кластер P3-
11ионы и анионы полимерных цепей (например, спиральная (P-
)
пion) и комплексные листовые или трехмерные анионы. [4] Спектр конструкций обширен. Калий имеет девять фосфидов: K 3 P, K 4 P 3 , K 5 P 4 , KP, K 4 P 6 , K 3 P 7 , K 3 P 11 , KP 10.3 , KP 15 . Также существует восемь моно- и полифосфидов никеля : (Ni 3 P, Ni 5 P 2 , Ni 12 P 5 , Ni 2 P, Ni 5P 4 , NiP, NiP 2 , NiP 3 ). [2]

Два полифосфид-иона, P4-
3найдено в K
4п
3и P5-
4обнаруженные в K 5 P 4 , являются анион-радикалами с нечетным числом валентных электронов, что делает оба соединения парамагнитными . [2]

Приготовление фосфидных и полифосфидных материалов [ править ]

Есть много способов приготовления фосфидных соединений. Один из распространенных способов заключается в нагревании металла и красного фосфора (P) в инертных атмосферных условиях или в вакууме. В принципе, все фосфиды и полифосфиды металлов могут быть синтезированы из элементарного фосфора и соответствующего металлического элемента в стехиометрических формах. Однако синтез затруднен из-за нескольких проблем. В экзотермических реакциях часто взрывоопасны из - за локальный перегрев. Окисленные металлы или даже просто окисленный слой на внешней стороне металла вызывают экстремально и неприемлемо высокие температуры для начала фосфорирования. [5] Гидротермальные реакции с образованием фосфидов никеля дали чистые и хорошо кристаллизованные соединения фосфида никеля, Ni 2P и Ni 12 P 5 . Эти соединения были синтезированы в результате реакции твердое тело-жидкость между NiCl 2 ∙ 12H 2 O и красным фосфором при 200 ° C в течение 24 и 48 часов соответственно. [6]

Фосфиды металлов также получают реакцией трис (триметилсилил) фосфина с галогенидами металлов. В этом методе галогенид выделяется в виде летучего триметилсилилхлорида .

Строение концевых фосфидокомплексов Mo.

Сообщается о способе получения K 2 P 16 из красного фосфора и этилата калия . [7]

Молекулярные фосфиды [ править ]

Соединения с тройными связями между металлом и фосфором встречаются редко. Основные примеры имеют формулу Mo (P) (NR 2 ) 3 , где R представляет собой объемный органический заместитель. [8]

Органические фосфиды [ править ]

Известно много органофосфидов. Обычные примеры имеют формулу R 2 PM, где R представляет собой органический заместитель, а M представляет собой металл. Одним из примеров является дифенилфосфид лития . Zintl кластера Р3-
7 получается с различными производными щелочных металлов.

Естественные примеры [ править ]

Минерал шрейберзит (Fe, Ni) 3 P распространен в некоторых метеоритах.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. ^ a b c Фон Шнеринг, Х.Г. и Хенле, В. (1994) "Фосфиды - химия твердого тела" в Энциклопедии неорганической химии . Р. Брюс Кинг (ред.). ISBN John Wiley & Sons 0-471-93620-0 
  3. ^ Блэкман, CS; Кармальт, CJ ; О'Нил, SA; Паркин И.П .; Моллой, KC; Апостолико, Л. (2003). "Химическое осаждение из газовой фазы тонких пленок фосфидов металлов Vb группы" (PDF) . Журнал химии материалов . 13 (8): 1930. DOI : 10.1039 / b304084b .
  4. ^ Jeitschko, W .; Мёллер, MH (1987). «Фосфиды и полифосфиды переходных металлов». Фосфор, сера и родственные элементы . 30 (1-2): 413-416. DOI : 10.1080 / 03086648708080608 .
  5. ^ фон Шнеринг, Ганс-Георг; Хенле, Вольфганг (1988). «Преодоление пропастей с помощью фосфидов». Chem. Ред . 88 : 243–273. DOI : 10.1021 / cr00083a012 .
  6. ^ Лю, Zongyi; Хуанг, Сян; Жу, Жибин; Дай, Цзиньхуэй (2010). «Простой мягкий гидротермальный способ синтеза порошков фосфида никеля». Керамика Интернэшнл . 36 (3): 1155–1158. DOI : 10.1016 / j.ceramint.2009.12.015 .
  7. ^ Легкое превращение красного фосфора в растворимые полифосфид-анионы путем реакции с этоксидом калия А. Драгулеску-Андраси, Л.З. Миллер, Б. Чен, Д.Т. Маккуэйд, М. Шатрук, Энджью. Chem. Int. Эд. 2016, 55, 3904. DOI : 10.1002 / anie.201511186
  8. ^ Cossairt, BM; Piro, NA; Cummins, CC (2010). «Активация и трансформация белого фосфора, опосредованная ранними переходными металлами». Химические обзоры . 110 (7): 4164–77. CiteSeerX 10.1.1.666.8019 . DOI : 10.1021 / cr9003709 . PMID 20175534 .