Fosfor pentaxlorid - Phosphorus pentachloride - Wikipedia

"PCl5" bu erga yo'naltiradi. Printer protokoli uchun qarang Printer buyruq tili.
Fosfor pentaxlorid
Fosfor pentaxlorid (gaz fazasining tuzilishi)
Fosfor pentaxlorid
Fosfor-pentaxlorid-3D-vdW.png
Fosforli pentaxlorid ampula.jpg
Ismlar
IUPAC nomlari
Fosfor pentaxlorid
Fosfor (V) xlorid
Boshqa ismlar
Pentaxlorofosforan
Identifikatorlar
3D model (JSmol )
ChemSpider
ECHA ma'lumot kartasi100.030.043 Buni Vikidatada tahrirlash
EC raqami
  • 233-060-3
RTECS raqami
  • TB6125000
UNII
BMT raqami1806
Xususiyatlari
Cl5P
Molyar massa208.22 g · mol−1
Tashqi ko'rinishrangsiz kristallar
Hidio'tkir, yoqimsiz[1]
Zichlik2,1 g / sm3
Erish nuqtasi 160,5 ° C (320,9 ° F; 433,6 K)
Qaynatish nuqtasi 166,8 ° S (332,2 ° F; 439,9 K) sublimatsiya
reaksiyaga kirishadi
Eriydiganlikichida eriydi CS2, xlorokarbonatlar, benzol
Bug 'bosimi1,11 kPa (80 ° C)
4,58 kPa (100 ° C)[2]
Tuzilishi
to'rtburchak
D.3 soat (trigonal bipiramidal )
0 D.
Termokimyo
111,5 J / mol · K[2]
364,2 J / mol · K[2]
Xavf
Xavfsizlik ma'lumotlari varaqasiICSC 0544
GHS piktogrammalariGHS05: KorrozivGHS06: zaharliGHS08: sog'liq uchun xavfli[3]
GHS signal so'ziXavfli
H302, H314, H330, H373[3]
P260, P280, P284, P305 + 351 + 338, P310[3]
NFPA 704 (olov olmos)
o't olish nuqtasiYonuvchan emas
O'lim dozasi yoki konsentratsiyasi (LD, LC):
LD50 (o'rtacha doz )
660 mg / kg (kalamush, og'iz orqali)[4]
205 mg / m3 (kalamush)[4]
1020 mg / m3 (sichqoncha, 10 min)[4]
NIOSH (AQSh sog'lig'iga ta'sir qilish chegaralari):
PEL (Joiz)
TWA 1 mg / m3[1]
REL (Tavsiya etiladi)
TWA 1 mg / m3[1]
IDLH (Darhol xavf)
70 mg / m3[1]
Tegishli birikmalar
Bilan bog'liq fosfor pentahalidlari
Fosfor pentaflorid
Fosforli pentabromid
Pentaiodid fosfor
Tegishli birikmalar
Triklorid fosfor
Fosforil xlorid
Boshqacha ko'rsatilmagan hollar bundan mustasno, ulardagi materiallar uchun ma'lumotlar keltirilgan standart holat (25 ° C [77 ° F], 100 kPa da).
☒N tasdiqlang (nima bu tekshirishY☒N ?)
Infobox ma'lumotnomalari

Fosfor pentaxlorid bo'ladi kimyoviy birikma PCl formulasi bilan5. Bu eng muhimlaridan biri fosfor xloridlar, boshqalar PCl3 va POCl3. PCl5 sifatida ishlatilishini topadi xlorlash reaktiv. Bu rangsiz, suvga sezgir va namlikka sezgir qattiq, garchi savdo namunalari sarg'ish va ifloslangan bo'lishi mumkin vodorod xlorid.

Tuzilishi

Fosfor xloridlari uchun tuzilmalar doimo mos keladi VSEPR nazariyasi. PCl ning tuzilishi5 uning atrof-muhitiga bog'liq. Gazli va eritilgan PCl5 bilan neytral molekuladir trigonal bipiramidal geometriya va (D.3 soat) simmetriya. The gipervalent ushbu turning tabiati (shuningdek PCl−
6, pastga qarang) bog'lamaydigan qo'shilishi bilan izohlash mumkin molekulyar orbitallar (molekulyar orbital nazariyasi ) yoki rezonans (valentlik aloqalari nazariyasi ). Ushbu trigonal bipiramidal tuzilish qutbsiz erituvchilarda saqlanib qoladi, masalan CS2 va CCl4.[5] Qattiq holatda PCl5 bu ionli birikma, tuzilgan PCl+
4PCl−
6.[6]

Qattiq fosfor pentaxloridning tuzilishi, uning yuqori konsentratsiyalarda avtionizatsiyasini namoyish etadi.[7]

Polar erituvchilar eritmalarida PCl5 o'zini o'ziionlash.[8] Suyultirilgan eritmalar quyidagi muvozanat bo'yicha dissotsilanadi:

PCl5 ⇌ PCl+
4 + Cl−

Yuqori konsentratsiyalarda ikkinchi muvozanat keng tarqalgan:

2 PCl5 ⇌ PCl+
4 + PCl−
6

Kation PCl+
4 va anion PCl−
6 bor tetraedral va oktahedral navbati bilan. Bir vaqtning o'zida, PCl5 eritmada dimerik tuzilishni hosil qiladi deb o'ylagan, P2Cl10, lekin bu taklif tomonidan qo'llab-quvvatlanmaydi Raman spektroskopik o'lchovlar.

Bilan bog'liq pentaxloridlar

AsCl5 va SbCl5 trigonal bipiramidal tuzilmalarni qabul qilish. Tegishli bog'lanish masofalari soat 211 ga teng (As − Cltenglama), Soat 221 (As − Clbolta), Soat 227 (Sb − Cltenglama) va 233.3 soat (Sb − Clbolta).[9] Past haroratlarda SbCl5 dimb, S dioktahedralga aylanadi2Cl10, tarkibiy jihatdan bog'liq niobium pentaxlorid.

Tayyorgarlik

PCl5 tomonidan tayyorlangan xlorlash PCl3.[10] Ushbu reaktsiya taxminan 10000 tonna PCl ishlab chiqarish uchun ishlatiladi5 yiliga (2000 yilgacha).[6]

PCl3 + Cl2 ⇌ PCl5   (ΔH = -124 kJ / mol)

PCl5 PCl bilan muvozanatda mavjud3 va xlor, va 180 ° C da dissotsiatsiya darajasi taxminan 40% ni tashkil qiladi.[6] Ushbu muvozanat tufayli PCl namunalari5 ko'pincha xlor o'z ichiga oladi, bu esa yashil rang beradi.

Reaksiyalar

Gidroliz

PCl eng xarakterli reaktsiyasida5 reaksiyaga kirishadi bilan aloqa qilishda suv ozod qilmoq vodorod xlorid va fosfor oksidlarini bering. Birinchi gidroliz mahsuloti fosfor oksikloridi:

PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl

Issiq suvda gidroliz to'liqgacha davom etadi ortofosfor kislotasi:

PCl5 + 4 H2O → H3PO4 + 5 HCl

Lyuis kislotaligi

Fosfor pentaxloridi - Lyuis kislotasi. Ushbu xususiyat ko'plab xarakterli reaktsiyalar, otoizlanish, xlorlanish, gidrolizga asos bo'ladi. Yaxshi o'rganilgan qo'shimcha PCl5(piridin).[11]

Organik birikmalarni xlorlash

Sintetik kimyoda xlorlashning ikkita klassi odatda qiziqish uyg'otadi: oksidlovchi xlorlash va o'rnini bosuvchi xlorlash. Oksidlovchi xlorlanishlar Cl ning o'tkazilishiga olib keladi2 reaktivdan substratgacha. Substitusion xlorlashlar O yoki OH guruhlarini xlorid bilan almashtirishga olib keladi. PCl5 ikkala jarayon uchun ham ishlatilishi mumkin.

PCl bilan davolashda5, karbon kislotalari mos keladiganga aylantiring asil xlorid.[12] Quyidagi mexanizm taklif qilingan:[13]

Pentaxlorid fosfor mexanizmi.png

Shuningdek, u konvertatsiya qiladi spirtli ichimliklar ga alkil xloridlar. Tionil xlorid laboratoriyada ko'proq qo'llaniladi, chunki natijada oltingugurt dioksidi organik mahsulotlardan POCl ga qaraganda osonroq ajralib turadi3.

PCl5 kabi uchinchi amidlar bilan reaksiyaga kirishadi dimetilformamid (DMF), dimetilxlorometilenammonium xlorid berish uchun, deyiladi Vilsmayer reaktivi, [(CH3)2N = CClH] Cl. Odatda, tegishli tuz DMF va POCl reaktsiyasidan hosil bo'ladi3. Bunday reaktivlar ning hosilalarini tayyorlashda foydalidir benzaldegid formilatsiya orqali va C − OH guruhlarini C − Cl guruhlariga o'tkazish uchun.[14]

Ayniqsa, konvertatsiya qilish bilan mashhur C = O guruhlarni CCl2 guruhlar.[15] Masalan, benzofenon va pentaxlorid fosfor bilan reaksiyaga kirishib difenildixlorometan:[16]

(C6H5)2CO + PCl5 → (C6H5)2CCl2 + POCl3

The elektrofil PCl xarakteristikasi5 bilan reaktsiyasi bilan ajralib turadi stirol bermoq, keyin gidroliz, fosfonik kislota hosilalar.[17]

Tegishli reaktivlar bilan taqqoslash

Ikkala PCl3 va PCl5 aylantirish R3COH guruhlari xlorid R ga to'g'ri keladi3CCl. Pentaxlorid ko'plab reaktsiyalarda xlor manbai hisoblanadi. U xlorli allil va benzil CH zanjirlari. PCl5 bilan ko'proq o'xshashlik mavjud SO2Cl2, shuningdek, Cl2. Laboratoriya miqyosidagi oksidlovchi xlorlanishlar uchun sulfilil xlorid ko'pincha PCl dan afzaldir5 chunki gazli SO2 yon mahsulot osongina ajratiladi.

Anorganik birikmalarni xlorlash

Organik birikmalar bilan reaktsiyalarga kelsak, PCl dan foydalaning5 SO tomonidan almashtirildi2Cl2. Ning reaktsiyasi fosfor pentoksidi va PCl5 ishlab chiqaradi POCl3 (bu beqaror birikma):[18][sahifa kerak ]

6 PCl5 + P4O10 → 10 POCl3

PCl5 xloratlar azot dioksidi beqaror shakllanmoq nitril xlorid:

PCl5 + 2 YO'Q2 → PCl3 + 2 YO'Q2Cl
2 YO'Q2Cl → 2 YO'Q2 + Cl2

PCl5 uchun kashshofdir lityum geksaflorofosfat, LiPF6. Lityum geksaflorofosfat odatda ishlatiladigan tuz hisoblanadi elektrolitlar yilda lityum ionli batareyalar.[19] LiPF
6 ning reaktsiyasi bilan hosil bo'ladi PCl
5 bilan lityum florid, bilan lityum xlorid yon mahsulot sifatida:

PCl5 + 6 LiF → LiPF6 + 5 LiCl

Xavfsizlik

PCl5 u xavfli moddadir, chunki u suv bilan qattiq ta'sir qiladi. Shuningdek, u teri bilan aloqa qilganda korroziyaga uchraydi va nafas olganda o'limga olib kelishi mumkin.

Tarix

Fosfor pentaxloridi birinchi marta 1808 yilda ingliz kimyogari tomonidan tayyorlangan Xempri Devi.[20] Devy fosfor pentaxloridni tahlil qilish noto'g'ri edi;[21] birinchi aniq tahlil 1816 yilda frantsuz kimyogari tomonidan berilgan Per Lui Dulong.[22]

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d Kimyoviy xavf-xatarlarga qarshi NIOSH cho'ntagiga oid qo'llanma. "#0509". Mehnatni muhofaza qilish milliy instituti (NIOSH).
  2. ^ a b v Fosfor pentaxlorid Linstromda, Piter J.; Mallard, Uilyam G. (tahr.); NIST Chemistry WebBook, NIST standart ma'lumot bazasi raqami 69, Milliy standartlar va texnologiyalar instituti, Gaithersburg (MD), http://webbook.nist.gov (olingan 2014-05-15)
  3. ^ a b v Fosfor pentaxlorid
  4. ^ a b v "Pentaxlorid fosfor". Darhol hayot va sog'liq uchun kontsentratsiyalar xavfli (IDLH). Mehnatni muhofaza qilish milliy instituti (NIOSH).
  5. ^ Corbridge, D. E. C. (1995). Fosfor: uning kimyosi, biokimyosi va ulardan foydalanish rejasi. Elsevier Science. ISBN  0-444-89307-5.
  6. ^ a b v Xolman, A. F.; Wiber, E.; Wiberg, N. (2001). Anorganik kimyo. Akademik matbuot. ISBN  978-0-12-352651-9.
  7. ^ Finch, A .; Fitch, A.N .; Geyts, P.N. (1993). "Fosfor pentaxloridning metastabil modifikatsiyasining kristalli va molekulyar tuzilishi". Kimyoviy jamiyat jurnali, kimyoviy aloqa (11): 957–958. doi:10.1039 / C39930000957.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  8. ^ Suter, R. V.; Knachel, H.C .; Petro, V. P.; Howatson, J. H. & Shore, S. G. (1978). "Fonfor (V) xloridning ionlashtiruvchi va ionlashtirmaydigan erituvchilardagi tabiati". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021 / ja00786a021.
  9. ^ Xaupt, S .; Seppelt, K. (2002). "AsCl ning qattiq holatdagi tuzilmalari5 va SbCl5". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 628 (4): 729–734. doi:10.1002 / 1521-3749 (200205) 628: 4 <729 :: AID-ZAAC729> 3.0.CO; 2-E.
  10. ^ Maxson, R. N. (1939). "Pentaxlorid fosfor". Anorganik sintezlar. Anorganik sintezlar. 1. 99-100 betlar. doi:10.1002 / 9780470132326.ch34. ISBN  9780470132326.
  11. ^ Vong, Chih Y.; Kennepol, Dietmar K.; Kavell, Ronald G. (1996). "Neytral olti koordinatali fosfor". Kimyoviy sharhlar. 96 (6): 1917–1952. doi:10.1021 / cr9410880. PMID  11848816.
  12. ^ Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). "p-Nitrobenzoyl xlorid ". Organik sintezlar.; Jamoa hajmi, 1, p. 394
  13. ^ Kleyden, Jonathan (2005). Organik kimyo (Qayta nashr etilgan). Oksford: Oksford universiteti matbuoti. ISBN  978-0-19-850346-0.
  14. ^ Burks Jr., J. E. (2004). "Fosfor (V) xlorid". Paketda L. (tahr.) Organik sintez uchun reaktivlar entsiklopediyasi. Nyu-York, NY: J. Wiley & Sons. doi:10.1002 / 047084289X.rp158. ISBN  0471936235.
  15. ^ Gross, H .; Rieche, A .; Xöft, E .; Beyer, E. (1973). "Diklorometil metil efir". Organik sintezlar.; Jamoa hajmi, 5, p. 365
  16. ^ Spaggiari, A .; Vakkari, D .; Davoli, P .; Torre, G.; Prati, F. (2007). "Vinil Galidlarning engil sintezi va marvarid-Trifenil fosfit, galogen asosidagi reaktivlardan foydalanadigan dihalidlar ". Organik kimyo jurnali. 72 (6): 2216–2219. doi:10.1021 / jo061346g. ISSN  0022-3263. PMID  17295542.
  17. ^ Schmutzler, R. (1973). "Stirilfosfonik diklorid". Organik sintezlar.; Jamoa hajmi, 5, p. 1005
  18. ^ Paxta, Frank Albert (1999). Ilg'or anorganik kimyo. Wiley-Intertersience. ISBN  978-0-471-19957-1.
  19. ^ Bushkova, O. V.; Yaroslavtseva, T. V .; Dobrovolskiy, Yu. A. (2017 yil 4-avgust). "Lityum-ionli batareyalar uchun elektrolitlardagi yangi lityum tuzlari (Sharh)". Rossiya elektrokimyo jurnali. 53 (7): 677–699. doi:10.1134 / S1023193517070035.
  20. ^ Devi, Xempri (1809). "Bakeriya ma'ruzasi. Ba'zi jismlarning, xususan ishqorlar, fosfor, oltingugurt, uglerodli moddalar va kislotalarning shu paytgacha ajralmaganligi xususida ba'zi yangi analitik tadqiqotlar haqida ma'lumot; kimyoviy nazariya bo'yicha ba'zi umumiy kuzatuvlar bilan". London Qirollik Jamiyatining falsafiy operatsiyalari. 99: 39–104. doi:10.1098 / rstl.1809.0005. 94-95-betlarda Deyvi fosforni xlor gazida ("oksimuriyat kislota gazi") yoqib yuborganida, shaffof suyuqlik (fosforli triklorid) va oq tanani (fosfor pentaxlorid) olganligini eslatib o'tdi.
  21. ^ Devi, Xempri (1810). "Oksimuriyat kislota [ya'ni xlor], uning tabiati va birikmalari; va muriyat kislota elementlari [ya'ni vodorod xlorid] bo'yicha tadqiqotlar. Qirollik instituti laboratoriyasida oltingugurt va fosforga oid ba'zi tajribalar bilan". London Qirollik Jamiyatining falsafiy operatsiyalari. 100: 231–257. doi:10.1098 / rstl.1810.0016. P. 257 yilda Deyvi o'zining fentor pentaxlorid uchun empirik formulasini taqdim etdi: fosforning 1 qismi "oksymuriyat gazi" (xlor) ning 3 qismiga.
  22. ^ Dulong (1816). "Extrait d'un mémoire sur les combinaisons du phosphore avec l'oxigène" [Fosforning kislorod bilan birikmalari haqidagi yodnomadan parcha]. Annales de Chimie va de Physique. 2-seriya (frantsuz tilida). 2: 141–150. P. 148, Dulong fosfor pentaxloridning to'g'ri tahlilini taqdim etdi (bu og'irligi bo'yicha 14,9% fosfor va 85,1% xlor, Dulongning qiymatlari mos ravishda 15,4% va 84,6%).

Tashqi havolalar