fosfor pentaklorür - Phosphorus pentachloride
|
|||
|
|||
|
|||
| İsimler | |||
|---|---|---|---|
|
IUPAC adları
Fosfor pentaklorür
Fosfor(V) klorür |
|||
| Diğer isimler
Pentaklorofosforan
|
|||
| tanımlayıcılar | |||
|
3B model ( JSmol )
|
|||
| Kimyasal Örümcek | |||
| ECHA Bilgi Kartı |
100.0030.043 
|
||
| AT Numarası | |||
|
PubChem Müşteri Kimliği
|
|||
| RTECS numarası | |||
| ÜNİİ | |||
| BM numarası | 1806 | ||
|
CompTox Panosu ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Özellikler | |||
| Cı 5 P | |||
| Molar kütle | 208.22 g·mol -1 | ||
| Dış görünüş | sarımsı beyaz kristaller | ||
| Koku | keskin, hoş olmayan | ||
| Yoğunluk | 2.1 g / cm ' 3 | ||
| Erime noktası | 160,5 °C (320.9 °F; 433.6 K) | ||
| Kaynama noktası | 166.8 °C (332.2 °F; 439.9 K) süblimasyon | ||
| tepki verir | |||
| çözünürlük | CS 2 , klorokarbonlar , benzende çözünür | ||
| Buhar basıncı | 1,11 kPa (80 °C) 4,58 kPa (100 °C) |
||
| Yapı | |||
| dörtgen | |||
| D 3h ( trigonal bipiramidal ) | |||
| 0 D | |||
| Termokimya | |||
|
Isı kapasitesi ( C )
|
111.5 J/mol·K | ||
|
Std molar
entropi ( S |
364.2 J/mol·K | ||
| Tehlikeler | |||
| Güvenlik Bilgi Formu | ICSC 0544 | ||
| GHS piktogramları |
  
|
||
| GHS Sinyal kelimesi | Tehlike | ||
| H302 , H314 , H330 , H373 | |||
| P260 , P280 , P284 , P305+351+338 , P310 | |||
| NFPA 704 (ateş elması) | |||
| Alevlenme noktası | Yanıcı değil | ||
| Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC): | |||
|
LD 50 ( ortalama doz )
|
660 mg/kg (sıçan, oral) | ||
|
LC 50 ( ortanca konsantrasyon )
|
205 mg / m, 3 (fare) | ||
|
LC Lo ( yayınlanan en düşük )
|
1020 mg / m 3 (fare, 10 dakika) | ||
| NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları): | |||
|
PEL (İzin Verilebilir )
|
TWA, 1 mg / m 3 | ||
|
REL (Önerilen)
|
TWA, 1 mg / m 3 | ||
|
IDLH (Acil tehlike)
|
70 mg / m 3 | ||
| Bağıntılı bileşikler | |||
|
İlgili fosfor pentahalidler
|
Fosfor pentaflorür Fosfor pentabromür Fosfor pentaiyodür |
||
|
Bağıntılı bileşikler
|
Fosfor triklorür Fosforil klorür |
||
|
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da). |
|||
 doğrulamak ( nedir ?)
  |
|||
| Bilgi kutusu referansları | |||
Fosfor pentaklorür , PCl 5 formülüne sahip kimyasal bileşiktir . En önemli fosfor klorürlerden biridir, diğerleri PCl 3 ve POCl 3'tür . PCl 5 , klorlama reaktifi olarak kullanım bulur . Ticari numuneler sarımsı olabilir ve hidrojen klorür ile kontamine olabilse de , renksiz, suya ve neme duyarlı bir katıdır .
Yapı
Fosfor klorürlerin yapıları her zaman VSEPR teorisi ile tutarlıdır . PCl 5'in yapısı çevresine bağlıdır. Gaz halinde ve erimiş PCl 5 , trigonal bipiramidal geometriye ve ( D 3h ) simetriye sahip nötr bir moleküldür . Hipervalant bu türün doğası (yanı itibarıyla PCIs-
6, aşağıya bakınız) bağlanmayan moleküler orbitallerin ( moleküler orbital teorisi ) veya rezonansın ( değerlik bağı teorisi ) dahil edilmesiyle açıklanabilir . Gibi polar olmayan çözücüler içinde bu üç köşeli bipyramidal yapı devam ederse CS 2 ve CCl 4 . Katı halde PCIs 5 bir bir iyonik bileşik , formüle PCL+
4PCl-
6.
Polar çözücülerin çözümlerde, PCIs 5 maruz öz iyonizasyon . Seyreltik çözeltiler aşağıdaki dengeye göre ayrışır:
- PCl 5 ⇌ PCl+
4+ Cl -
Daha yüksek konsantrasyonlarda, ikinci bir denge daha yaygın hale gelir:
- 2 PCl 5 ⇌ PCl+
4+ PCl-
6
katyon PCl+
4ve anyon PCl-
6sırasıyla tetrahedral ve oktahedraldir . Aynı anda, PCIs 5 solüsyonda bir dimerik yapı, p oluşturmak üzere düşünüldü 2 Cı 10 , ama bu öneri tarafından desteklenmemektedir Raman spektroskopi ölçümleri.
İlgili pentaklorürler
AsCl 5 ve SbCl 5 ayrıca trigonal bipiramidal yapıları benimser. İlgili bağ mesafeleri 211 pm (As−Cl eq ), 221 pm (As−Cl ax ), 227 pm (Sb−Cl eq ) ve 233.3 pm'dir (Sb−Cl ax ). Düşük sıcaklıklarda, SBCL 5 dimerine dönüştürür, dioktahedral Sb 2 Cı 10 , yapısal olarak ilişkili niyobyum pentaklorür .
Hazırlık
PCIs 5 hazırlanır klorlama PCL 3 . Bu reaksiyon PCb yaklaşık 10.000 ton üretmek için kullanılır 5 yılda (2000 itibariyle).
- PCIs 3 + CI 2 ⇌ PCIs 5 (Δ * H = -124 kJ / mol kadar)
PCIs 5 PCIs ile denge içinde varolduğu 3 ve klor ve 180 ° C 'de ayrışma derecesi% 40 ile ilgilidir. Bu nedenle denge, PCIs örnekleri 5 genellikle yeşilimsi renk veren klor içerir.
Reaksiyonlar
Hidroliz
En karakteristik reaksiyonda, PCIs 5 reaksiyona girer ile temas üzerine suda serbest bırakmak için hidrojen klorid vermek fosfor oksitler ve. İlk hidroliz ürünü fosfor oksiklorürdür :
- PCl 5 + H 2 O → POCl 3 + 2 HCl
Sıcak suda hidroliz tamamen ortofosforik aside ilerler :
- PCl 5 + 4 H 2 O → H 3 PO 4 + 5 HCl
Lewis asitliği
Fosfor pentaklorür bir Lewis asididir. Bu özellik, karakteristik reaksiyonlarının, otoiyonizasyon, klorlama, hidrolizin çoğunu destekler. Bir de incelenmiştir adükt PCIs olan 5 (piridin).
Organik bileşiklerin klorlanması
Sentetik kimyada, genellikle iki sınıf klorlama ilgi çekicidir: oksidatif klorlamalar ve ikame klorlamalar. Oksidatif klorlamaların Cl transferini gerektirir 2 substrata reaktiften. İkame klorlamalar, O veya OH gruplarının klorür ile değiştirilmesini gerektirir. PCl 5 her iki işlem için de kullanılabilir.
PCIs ile muamele üzerine 5 , karboksilik asitler karşılık gelen dönüştürmek asil klorür . Aşağıdaki mekanizma önerilmiştir:
Ayrıca dönüştürür alkoller için alkil klorürler . Tionil klorür elde edilen, çünkü daha yaygın olarak laboratuvarda kullanılan sülfür dioksit daha kolay POC daha organik ürünlerden ayrılır 3 .
PCIs 5 gibi bir üçüncül amidler tepki gösterir, dimetilformamid (DMF), adı dimethylchloromethyleneammonium klorürü vermek üzere Vilsmeier reaktifi , [(CH 3 ) 2 , N = CClH] CI. Daha tipik olarak, ilgili bir tuzunun DMF ve POCb reaksiyonundan üretilir 3 . Bu tür reaktifler, formilasyon yoluyla benzaldehit türevlerinin hazırlanmasında ve C−OH gruplarının C−Cl gruplarına dönüştürülmesinde faydalıdır .
Özellikle C=O gruplarının CCl 2 gruplarına dönüştürülmesiyle ünlüdür . Örneğin, benzofenon ve fosfor pentaklorür reaksiyona girerek difenildiklorometan verir :
- (Cı- 6 , H 5 ) 2 CO + PCIs 5 → (Cı- 6 , H 5 ) 2 -Cl 2 + POC! 3
Elektrofilik PCIs karakteri 5 ile reaksiyon ile vurgulanır stiren sonra vermek üzere hidroliz , fosfonik asit türevleri.
PCL 3 ve PCIs 5 dönüştürmek R ' 3 klorür R COH grupları 3 CCI. Ancak pentaklorür birçok reaksiyonda bir klor kaynağıdır. Alilik ve benzilik CH bağlarını klorlar . PCI5 daha büyük bir benzerlik taşımaktadır SO 2 Cl 2 Cl aynı zamanda bir kaynak, 2 . Laboratuar ölçeğinde oksidatif klorlamaların için sülfüril klorür genellikle PCb daha fazla tercih edilir 5 gaz SO yana 2 ürünü ile, kolaylıkla ayrılır.
İnorganik bileşiklerin klorlanması
Organik bileşikler ile reaksiyonlar için olduğu gibi, PCIs kullanımı 5 SO yerini aldığı 2 Cl 2 . Reaksiyon fosfor pentoksit ve PCIs 5 üretir POC! 3 (kararsız bir bileşiktir):
- 6 PCl 5 + P 4 O 10 → 10 POCl 3
PCIs 5 klorinatlan azot dioksit kararsız oluşturmak üzere nitril klorür :
- PCl 5 + 2 NO 2 → PCl 3 + 2 NO 2 Cl
- 2 NO 2 Cl → 2 NO 2 + Cl 2
PCIs 5 için bir ön-madde olan lityum heksaflorofosfat , LiPF 6 . Lityum heksaflorofosfat yaygın olarak kullanılan tuzu olduğu elektrolit içinde lityum iyon pil . LiPF
6PCl'nin reaksiyonu ile üretilir
5ile lityum florid ile, lityum klorür , bir yan ürün olarak:
- PCl 5 + 6 LiF → LiPF 6 + 5 LiCl
Emniyet
PCl 5 , suyla şiddetli reaksiyona girdiği için tehlikeli bir maddedir. Ayrıca cilt ile temasında aşındırıcıdır ve solunduğunda ölümcül olabilir.
Tarih
Fosfor pentaklorür ilk olarak 1808 yılında İngiliz kimyager Humphry Davy tarafından hazırlanmıştır . Davy'nin fosfor pentaklorür analizi yanlıştı; İlk doğru analiz 1816'da Fransız kimyager Pierre Louis Dulong tarafından sağlandı .