Triphosphorpentanitrid
Triphosphorpentanitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Phosphors aus der Gruppe der Nitride.
| Kristallstruktur | |||||||||||||
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| Keine Zeichnung vorhanden | |||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Triphosphorpentanitrid | ||||||||||||
| Andere Namen |
Phosphor(V)-nitrid | ||||||||||||
| Verhältnisformel | P3N5 | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff[1] | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | 162,96 g·mol−1 | ||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest[1] | ||||||||||||
| Dichte |
2,51 g·cm−3 (18 °C)[1] | ||||||||||||
| Löslichkeit |
nahezu unlöslich in Wasser[1] | ||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||
Gewinnung und Darstellung
BearbeitenTriphosphorpentanitrid kann durch Reaktion von Phosphorsulfidammoniakat P4S10·14 NH3 mit Ammoniak oder Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen werden. Diese Methode wurde 1903 von Stock und Hoffmann erstmals verwendet.[3] Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Phosphornitrilchlorid (PNCl2)3 mit Ammoniak bei 825 °C. Beide Umsetzungen verlaufen über mehrere Zwischenstufen.[1]
Es kann auch durch Ammonolyse von Phosphorpentachlorid bei 780 °C gewonnen werden, wobei ein farbloses Gemisch aus α- und β-P3N5 entsteht.[4]
Phasenrein entsteht α-Triphosphorpentanitrid bei der Pyrolyse von [P(NH2)4]I bei 825 °C.[4]
![{\displaystyle \mathrm {3\ [P(NH_{2})_{4}]I\longrightarrow P_{3}N_{5}+3\ NH_{4}I+4\ NH_{3}} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f589d06ad8db16684bb8aaab3cd870348020a384)
Eigenschaften
BearbeitenTriphosphorpentanitrid ist ein weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff, der in allen Lösungsmitteln unlöslich ist. Im Vakuum zerfällt er bei hoher Temperatur in die Elemente. Er zersetzt sich beim Erhitzen mit Wasser im Einschmelzrohr auf 180 °C unter Bildung von Phosphorsäure und Ammoniak. Mit Sauerstoff reagiert er erst bei 600 °C.[1] Ab 800 °C zersetzt sich die Verbindung zu Phosphor(III)-nitrid und Stickstoff.[5]
Triphosphorpentanitrid kommt unter normalen Bedingungen in zwei Modifikationen vor.[6] Die Raumnetzstruktur von α-Triphosphorpentanitrid (monoklin, Raumgruppe Cc (Raumgruppen-Nr. 9), a = 812,077 pm, b = 583,433 pm, c = 916,005 pm, β = 115,809°[7]) aus PN4-Tetraedern weist Ähnlichkeiten mit den Strukturen von Siliciumdioxid sowie Siliciumnitrid auf. Überraschenderweise tritt in α-Triphosphorpentanitrid jedoch auch eine Kantenverknüpfung von PN4-Tetraedern auf.[8] Die bei hohen Drücken und Temperaturen gewinnbare γ-Form (orthorhombisch, Imm2 (Nr. 44), a = 1287,2 pm, b = 261,31 pm, c = 440,03 pm[9]) besteht aus tetraedrischen PN4- und tetragonalen PN5-Einheiten, die über ein Stickstoffatom miteinander verknüpft sind.[3] Mit Lithiumnitrid reagiert es je nach Mischungsverhältnis und Temperatur zu verschiedenen salzartigen Nitridophosphaten wie Li7PN4, Li12P3N9 oder Li10P4N10.[4]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ a b c d e f Georg Brauer, unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a. (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band 1. Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 553.
- ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
- ↑ a b D.E.C. Corbridge: Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition. CRC Press, 2013, ISBN 1-4398-4088-1, S. 143 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ a b c Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: mit Atombau, Molekülgeometrie und Bindungstheorie. Walter de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-012322-3, S. 453 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 789.
- ↑ Wolfgang Schnick, Jan Lücke, Frank Krumeich: Phosphorus Nitride P3N5‚ Synthesis, Spectroscopic, and Electron Microscopic Investigations. In: Chemistry of Materials. 8, 1996, S. 281–286, doi:10.1021/cm950385y.
- ↑ S. Horstmann, E. Irran, W. Schnick: Phosphorus(V) nitride alpha-P3N5: Synthesis starting from tetraaminophosphonium iodide and crystal structure determination by synchrotron powder diffractionaus. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 624, 1998, S. 620–628, doi:10.1002/(SICI)1521-3749(199804)624:4<620::AID-ZAAC620>3.0.CO;2-K
- ↑ Stefan Horstmann, Elisabeth Irran, Wolfgang Schnick: Synthese und Kristallstruktur von Phosphor(V)-nitrid α-P3N5. In: Angewandte Chemie. 109, 1997, S. 1938–1940, doi:10.1002/ange.19971091714.
- ↑ K. Landskron, H. Huppertz, J. Senker, W. Schnick. In: 31P-MAS-NMR- und FTIR-Spektroskopie sowie Materialeigenschaften von gamma-(P3N5), einer Hochdruckphase von binärem Phosphor(V)-nitrid mit verzerrt quadratischen (PN5)-Pyramiden und (PN4)-Tetraedern., Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 628, 2002, S. 1465–1471, doi:10.1002/1521-3749(200207)628:7<1465::AID-ZAAC1465>3.0.CO;2-Y