Фосфор

РСl3 + Cl2 Û РСl5 + 130 кДж.

Как видно из уравнения, реакция эта обратима. При обычных условиях равновесие её смещено вправо, выше 300 °С — влево.

Будучи хлорангидридом фосфорной кислоты, РCl5 нацело разлагается водой, образуя Н3РО4 и НСl. Реакция проходит в две стадии (вторая медленнее первой):

РСl5 + H2­O = POCl3 + HСl и POCl3 + 3 H2O = H3PO4 + 3 HCl.

Получающийся по первой из них хлороксид фосфора РОСl3 представляет собой бесцветную жидкость. Подобно обоим хлоридам фосфора, он применяется при органических синтезах. Пары всех трёх соединений ядовиты.

Пространственное строение галогенидов РГ3 отвечает треугольным пирамидам с атомом Р в вершине.

Вещество	Теплота образования кДж/моль	Энергия связи Р-Г, кДж/моль	Агрегатное состояние при обычных условиях	Температура плавления, °С	Температура кипения, °С
РF3	957	502	бесцв. газ	-151	-101
PCl3	313	322	бесцв. жидкость	-90	+75
PBr3	176	263	бесцв. жидкость	-40	+173
PI3	46	184	красные кристаллы	+61	разл.

Очень ядовитый РF3 способен функционировать в качестве донора преимущественно по отношению к переходным металлам. Так, для них известны комплексы Э[PF3]6 (где Э — Сr, Mo, W), [Э(PF3­)5]2 (где Э — Mn, Re), а также ГRe(PF3)5. Из приведённых формул вытекают значности металлов (0, ±1), совершенно не характерные для них в обычных соединениях.

Как правило, эти и им подобные продукты присоединения PF3 представляют собой бесцветные более или менее летучие в вакууме кристаллы, нерастворимые в воде, но растворяющиеся в органических растворителях, устойчивые к разбавленным кислотам, но легко разлагаемые щелочами. Получают их различными методами. Например, комплекс вольфрама синтезируют при 250°С путём взаимодействия WCl6 с порошком меди под давлением PF3 в 250 атмосфер. Легко возгоняющиеся в высоком вакууме уже около 40 °С кристаллы W(PF3)6 плавятся при 214 °С, а начинают разлагаться лишь выше 320 °С.

Жидкие галогениды РГ3 растворяют белый фосфор без химического взаимодействия с ним. Вместе с тем известны фторид, хлорид и иодид общего типа Г2Р-РГ2 с транс-строением молекул. Первое из этих соединений было получено по реакции:

2 РF2I + 2 Hg = Hg2I2 + P2F4

и при обычных условиях газообразно (т. пл. -86, т. кип. -6 °С). Молекула F2P-PF2 частично распадается на радикалы РF2. Под действием НI она легко расщепляется на РF2I и PF2H.

Хлорид (Р2Сl4) образуется при действии тихого электрического разряда на смесь паров РСl3 с водородом. Он представляет собой бесцветную жидкость (т. пл. -28 °С, т. кип. 180 °С), медленно разлагающуюся уже при обычных условиях.

Соответствующий иодид (Р2I4) может быть получен непосредственно из элементов. Он образует оранжевые кристаллы (т. пл. 126 °С), слагающиеся из полярных молекул.

Теплоты образования из элементов галогенидов РГ5 быстро уменьшается по ряду (кДж/моль) 1593 (F), 435 (Cl), 230 (Br), а йодистое производное неизвестно. Энергии связей равны 460 (РF), 260 (PСl) и 210 (PBr) кДж/моль. Пятифтористый фосфор представляет собой бесцветный газ (т. пл. -94, т. кип. -85 °С), пятихлористый — летучее твёрдое вещество (т. возг. 159, т. пл. 160 °С под давл.), а пятибромистый (т. пл. 106 °С с разл.) известен в двух формах: красной и светло-жёлтой.

В парах РВr5 полностью диссоциирован на РВr3 и Br2, а молекулы двух других пентагалогенидов имеют строение типа тригональной бипирамиды. Решётка кристаллического РСl5 состоит из ионов [PСl4]+ и [PСl6]-, а кристаллического РВr5 — из ионов [PВr4]+ и Br-.

РСl3 может быть окислен кислородом воздуха до РОСl3 (т. пл. +1, т. кип. 107 °С). При обычных условиях реакция идёт крайне медленно, но может быть значительно ускорена, если кислород заменить озоном или проводить её в присутствии нагретого катализатора (платиновой черни). Ещё более энергично, со взрывом, протекает образование газообразного при обычных условиях РОF3 (т. пл. -39 °С (под давл.), т. возг. -40 °С), если дать реакции первоначальный толчок пропусканием сквозь смесь РF3 и О2 электрической искры.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru