Пентахлорид фосфору Пентахлорид Фосфору ще відомий як Хлорид Фосфору V високореакційна хімічна сполука з формулою PCl5 щ

Пентахлорид Фосфору, ще відомий як Хлорид Фосфору (V) — високореакційна хімічна сполука з формулою PCl₅, що застосовується як хлоруючий реагент в хімічному синтезі. Це біла (безбарвна) кристалічна сполука, що розпливається на повітрі внаслідок гідролізу.

Хлорид Фосфору (V)
Структура молекули пентахлориду фосфору в газовій фазі

Ампула з пентахлоридом фосфору
Назва за IUPAC	Пентахлорид фосфору Хлорид Фосфору (V)
Ідентифікатори
Номер CAS	10026-13-8
PubChem	24819
Номер EINECS	233-060-3
ChEBI	30335
RTECS	TB6125000
SMILES	ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl
InChI	1/Cl5P/c1-6(2,3,4)5
Номер Гмеліна	2622
Властивості
Молекулярна формула	Cl₅P
Молярна маса	208,24 г/моль
Зовнішній вигляд	безбарвні (білі) кристали, що розпливаються на повітрі
Запах	кислий запах продуктів гідролізу
Густина	2.1 г/см³
Т_пл	160.5 °C
Розчинність (вода)	бурхливо реагує
Розчинність	розчинний в CS₂, хлороформі, бензені взаємодіє зі спиртами, етил ацетатом
Тиск насиченої пари	1.11 кПа (80 °C) 4.58 кПа (100 °C)
Структура
Кристалічна структура	тетрагональна
Координаційна геометрія	D_3h (тригональна біпіраміда)
Дипольний момент	0 D
Термохімія
Ст. ентропія S^o ₂₉₈	364.2 Дж/моль·K
Теплоємність, c^o _p	111.5 Дж/моль·K
Небезпеки
ГДК (США)	TWA 1 мг/м³
ЛД₅₀	660 мг/кг(щурі, перорально)
ГГС піктограми
ГГС формулювання небезпек	302, 314, 330, 373
ГГС запобіжних заходів	260, 280, 284, 305+351+338, 310
NFPA 704	0 3 2
Температура спалаху	Не горючий
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Структура Редагувати

В газоподібному стані і аполярних розчинниках пентахлорид фосфору має молекулярну будову. Молекула PCl₅ — тригональна біпіраміда (симетрія D_3h), що відповідає найбільшому віддаленню між п'ятьма атомами хлору зв'язаними з центральним атомом фосфору і повністю узгоджується з теорією відштовхування електронних пар валентних оболонок. В твердому ж стані пентахлорид фосфору має іонниу будову. Його кристали сформовані з тетраєдричних катіонів PCl⁺
₄ та октаєдричних аніонів PCl⁻
₆. В полярних розчинниках сполука дисоціює по на ці ж йони

а при сильнішому розведенні — з утворенняв вільного хлорид-аніону

Отримання Редагувати

PCl₅ отримують хлоруванням PCl₃. Річне світове виробництво пентахлориду фосфору становить близько 10 тис. тон.

Хімічні властивості Редагувати

Атом Фосфору в PCl₅ збіднений електронами і виступає як сильний електрофільний центр. Завдяки цьому пентахлорид фосфору активно реагує з практично будь-якими нуклеофілами вступаючи в реакції заміщення атомів хлору, чи приєднання основ Льюїса до атома фосфору.

Реакції заміщення Редагувати

Пентахлорид фосфору бурхливо взаємодіє з водою з утворення ортофосфорної кислоти та хлороводню.

При недостачі води реакція зупиняється на стадії оксихлориду фосфору:

Зі спиртами реакція може протікати з утворенням різних продуктів в залежності від структури спирту та співвідношення реагентів. Часто відбувається перетворення аліфатичних спиртів на алкілхлориди:

Аналогічно відбувається перетворення карбонових кислот на хлорангідриди:

Висока стабільність оксихлориду фосфору зумовлює також реакції PCl₅ з багатьма неорганічними оксидами та кислотами:

Пентахлорид фосфору також здатен заміщувати на атоми хлору оксиген амідних груп утворюючи так звані реактиви Вільсмаєра та деяких кетонних груп утворюючи дихлориди:

Окисно-відновні реакції Редагувати

Ступінь окислення +5 для фосфору є найстабільнішою, тому PCl₅ рідко виступає у ролі відновника чи окисника. Сильне нагрівання PCl₅ може призводити до відщеплення молекули хлору

Також при нагріванні можливе окисне хлорування й інших сполук.

Реакції Приєднання Редагувати

Пентахлорид фосфору здатен виступати як кислота Льюїса та приєднувати сполуки, що мають вільну електронну пару з утворенням сполук гексакоординованого фосфору. Прикладом таких реакцій є взаємодія з піридином:

Бідентатні ліганди здатні заміщувати частину атомів хлору, утворюючи похідні, аналогічні комплексам металів.

Посилання Редагувати

Phosphorus pentachloride
D. E. C. Corbridge (1995). Phosphorus: an outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science Ltd. ISBN 0-444-89307-5.
↑ Arnold F. Holleman; Egon Wiber; Nils Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.
Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H.; S. G. Shore, S. G. (1978). Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents. J. Am. Chem. Soc. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021/ja00786a021.
R. N. Maxson,"Phosphorus Pentachloride" Inorganic Syntheses 1939, vol. 1, pp. 99–100. DOI:10.1002/9780470132326.ch34
Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). p-Nitrobenzoyl chloride. Org. Synth. ; Coll. Vol. 1: 394.
Bezgubenko, L. V.; Pipko,S. E.; Sinitsa, A. D. (2011). Complexes of Phosphorus Halides with Two or More Coordination Bonds. Russ. J. Gen. Chem. 81 (8): 1596–1614. doi:10.1134/S1070363211080056.

Зовнішні посилання Редагувати

[sigma-1] Phosphorus pentachloride

[2] D. E. C. Corbridge (1995). Phosphorus: an outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science Ltd. ISBN 0-444-89307-5.

[Holleman-3] Arnold F. Holleman; Egon Wiber; Nils Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 978-0-12-352651-9.

[4] Suter, R. W.; Knachel, H. C.; Petro, V. P.; Howatson, J. H.; S. G. Shore, S. G. (1978). Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents. J. Am. Chem. Soc. 95 (5): 1474–1479. doi:10.1021/ja00786a021.

[5] R. N. Maxson,"Phosphorus Pentachloride" Inorganic Syntheses 1939, vol. 1, pp. 99–100. DOI:10.1002/9780470132326.ch34

[6] Adams, R.; Jenkins, R. L. (1941). p-Nitrobenzoyl chloride. Org. Synth. ; Coll. Vol. 1: 394.

[7] Bezgubenko, L. V.; Pipko,S. E.; Sinitsa, A. D. (2011). Complexes of Phosphorus Halides with Two or More Coordination Bonds. Russ. J. Gen. Chem. 81 (8): 1596–1614. doi:10.1134/S1070363211080056.