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 |
Тпл | 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 | D3h (тригональна біпіраміда) |
(Дипольний момент) | 0 (D) |
Термохімія | |
(Ст. ентропія) S 298 | 364.2 Дж/моль·K |
(Теплоємність), c 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)) | |
Примітки картки |
Структура
В газоподібному стані і аполярних розчинниках пентахлорид фосфору має молекулярну будову. Молекула PCl5 — тригональна біпіраміда (симетрія D3h), 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
- 2 PCl5
[PCl+
4][PCl6−]
а при сильнішому розведенні — з утворенняв вільного хлорид-аніону
- PCl5
[PCl+
4]Cl−
Отримання
PCl5 отримують хлоруванням PCl3. Річне світове виробництво пентахлориду фосфору становить близько 10 тис. тон.
- PCl3 + Cl2
PCl5 (ΔH = −124 кДж/моль)
Хімічні властивості
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
Пентахлорид фосфору бурхливо взаємодіє з водою з утворення ортофосфорної кислоти та хлороводню.
- PCl5 + 4 H2O → H3PO4 + 5 HCl
При недостачі води реакція зупиняється на стадії :
- PCl5 + H2O → POCl3 + 2 HCl
Зі спиртами реакція може протікати з утворенням різних продуктів в залежності від структури спирту та співвідношення реагентів. Часто відбувається перетворення аліфатичних спиртів на алкілхлориди:
- PCl5 + 2ROH → POCl3 + RCl + HCl
Аналогічно відбувається перетворення карбонових кислот на хлорангідриди:
- PCl5 + 2RCOOH → POCl3 + RCOCl + HCl
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 та деяких кетонних груп утворюючи дихлориди:
- PCl5 + Me2N-CH=O → POCl3 + [Me2N=CHCl]+[POCl4]-
- PCl5 + Ph2C=O → POCl3 + Ph2CCl2
Окисно-відновні реакції
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
- PCl5 → PCl3 + Cl2
Також при нагріванні можливе окисне хлорування й інших сполук.
- PCl5 + 2NO2 → PCl3 + 2NO2Cl
Реакції Приєднання
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):
- PCl5 + C5H5N → C5H5NPCl5
Бідентатні ліганди здатні заміщувати частину атомів хлору, утворюючи похідні, аналогічні комплексам металів.
- PCl5 + bipy → [(bipy)PCl4]+Cl-
Посилання
- Phosphorus pentachloride
- D. E. C. Corbridge (1995). Phosphorus: an outline of its chemistry, biochemistry, and uses. Elsevier Science Ltd. ISBN .
- Arnold F. Holleman; Egon Wiber; Nils Wiberg (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN .
- 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
- , R.; Jenkins, R. L. (1941), p-Nitrobenzoyl chloride, (Org. Synth.); Coll. Vol., 1: 394
{{}}
: Пропущений або порожній|title=
() - 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
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет