Сульфид фосфора

Сульфиды фосфора представляют собой семейство неорганических соединений, содержащих только фосфор и сера. Эти соединения имеют формулу P 4Sxс x ≤ 10. Два из них имеют коммерческое значение: пентасульфид фосфора (P4S10), который производится в килотонном масштабе для производства других сероорганических соединений, и фосфор. сесквисульфид (P4S3), используемый при производстве «спичек с нанесением ударов в любом месте».

Помимо P 4S3и P 4S10, существует несколько других сульфидов фосфора. Шесть из этих сульфидов фосфора существуют в виде изомеров : P 4S4, P 4S5, P 4S6, P 4S7, P 4S8и P 4S9. Эти изомеры отличаются префиксом греческих букв. Префикс основан на порядке открытия изомеров, а не на их структуре. Все известные молекулярные сульфиды фосфора содержат тетраэдрический массив из четырех атомов фосфора. P 4S2также известен, но он нестабилен при температуре выше -30 ° C.

• 1 Получение
  • 1,1 P 4S3
  • 1,2 P 4S4
  • 1,3 P 4S5
  • 1,4 P 4S6
  • 1,5 P 4S7
  • 1,6 P 4S8
  • 1,7 P 4S9
  • 1,8 P 4S10
• 2 Ссылки

Основным методом получения этих соединений является термолиз смеси фосфора и серы. Распределение продуктов можно анализировать с помощью P ЯМР-спектроскопии. Более селективный синтез влечет за собой (i) обессеривание, например с использованием трифенилфосфина и, дополнительно, (ii) сульфидирования с использованием трифениларсин сульфида.

P4S3

Сесквисульфид фосфора получают обработкой красного фосфора серой при температуре выше 450 К с последующей осторожной перекристаллизация с сероуглеродом и бензолом. Альтернативный метод включает контролируемое слияние белого фосфора с серой в инертном негорючем растворителе.

P4S4

α- и β- формы P 4S4могут быть получены обработкой соответствующих изомеров P 4S3I2с помощью ((CH 3)3Sn) 2S:

P4S3I2может быть синтезирован взаимодействием стехиометрических количеств фосфора, серы и йода.

P4S5

P4S5может быть получен обработкой стехиометрических количеств P 4S3серой в растворе сероуглерода, в присутствии света и каталитического количества йода. Соответствующее распределение продуктов затем анализируют с помощью P ЯМР-спектроскопии.

В частности, α-P 4S5может быть легко получен с помощью фотохимическая реакция P 4S10с красным фосфором. Обратите внимание, что P 4S5нестабилен при нагревании, стремясь к непропорционально до P 4S3и P 4S7до достижения его точка плавления.

P4S6

P4S6может быть получена путем отделения атома серы от P 4S7с использованием трифенилфосфина :

P4S7+ Ph 3P → P 4S6+ Ph3PS

Обработка α-P 4S5Ph 3 AsS в CS 2 также дает α -P 4S6. Два новых полиморфа δ-P 4S6и ε-P 4S6могут быть получены путем обработки α-P 4S4Ph 3 SbS в CS 2.

P4S7

P4S7наиболее удобно получить прямым объединением соответствующих элементов, и является одним из наиболее легко очищаемых бинарных сульфидов фосфора.

4 P + 7 S → P 4S7

P4S8

β-P 4S8может быть получен обработкой α-P 4S7Ph 3 AsS в CS 2, который дает смесь α-P 4S7и β-P 4S8.

P4S9

P4S9, может быть получен двумя способами. Один метод включает нагревание P 4S3в избытке серы. Другой метод включает нагревание P 4S7и P 4S10в мольном соотношении 1: 2, где P 4S9образуется обратимо:

P4S7+ 2 P 4S10⇌ 3 P 4S9

P4S10

P4S10 является одним из наиболее устойчивые сульфиды фосфора. Его легче всего получить, нагревая белый фосфор с серой выше 570 К.

P4+ 10 S → P 4S10

Ссылки

1. ^Jason, M. E.; Ngo, T.; Рахман, С. (1997). «Продукты и механизмы окисления фосфора серой при низкой температуре». Неорг. Chem. 36(12): 2633–2640. doi : 10.1021 / ic9614879.
2. ^Холлеман, А. Ф.; Виберг, Э. Неорганическая химия. Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
3. ^Heal, H.G. Неорганическая гетероциклическая химия серы, азота и фосфора Academic Press: Лондон; 1980 ISBN 0-12-335680-6.
4. ^ Джейсон, М. Э. (1997). «Переход серы из сульфидов мышьяка и сурьмы в сульфиды фосфора. Рациональный синтез нескольких менее распространенных видов P 4Sn». Неорг. Chem. 36(12): 2641–2646. doi : 10.1021 / ic9614881.
5. ^Nowottnick, H.; Блачник, Р. (1999). «Zwei neue Phosphorsulfide (два новых сульфида фосфора)». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 625 (12): 1966–1968. doi : 10.1002 / (SICI) 1521-3749 (199912) 625: 12 <1966::AID-ZAAC1966>3.0.CO; 2-B.
6. ^ Кэтрин Э. Хаукрофт; Алан Г. Шарп (2008). «Глава 15: Группа 15 элементов». Неорганическая химия, 3-е издание. Пирсон. п. 484. ISBN 978-0-13-175553-6.
7. ^«Трисульфид фосфора» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. п. 563.
8. ^«Пентасульфид фосфора» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. п. 565.
9. ^А. Эрншоу; Норман Гринвуд (2002). «Фосфор». Химия элементов, 2-е издание. Баттерворт Хайнеманн. п. 508. ISBN 0750633654.
10. ^ Р. Брюс Кинг (2005). «Фосфор». Энциклопедия неорганической химии, 2-е издание. Вайли. п. 3711. ISBN 9780470862100.
11. ^«Гептасульфид фосфора» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. п. 566.
12. ^«Пентасульфид дифосфора» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. п. 567.