Trifosfor pentanitrid - Triphosphorus pentanitride

trifosfor pentanitrit
P3N5Kodu236555.png
İsimler
IUPAC adı
trifosfor pentanitrit
Diğer isimler
Fosfor(V) nitrür, Fosfor nitrür
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
ECHA Bilgi Kartı 100.032.018 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
AT Numarası
  • [N].[N].[N].[N].[N].[P].[P].[P]
Özellikler
P 3 N 5
Molar kütle 162.955 g/mol
Dış görünüş Beyaz katı
Yoğunluk α-P 3 N 5 = 2.77 g / cm ' 3
Erime noktası 850 °C (1.560 °F; 1.120 K) ayrışır
çözünmez
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
Bilgi kutusu referansları

Triphosphorus pentanitride bir bir inorganik bileşik ile kimyasal formül P 3 K 5 . Yalnızca fosfor ve azot içeren bu malzeme ikili nitrür olarak sınıflandırılır . Çeşitli uygulamalar için araştırılmış olsa da, bu, önemli bir endüstriyel kullanıma yol açmamıştır. Beyaz bir katıdır, ancak numuneler genellikle safsızlıklar nedeniyle renkli görünür.

sentez

Trifosfor pentanitrit, çeşitli fosfor (V) ve nitrojen anyonları (amonyak ve sodyum azid gibi) arasındaki reaksiyonlarla üretilebilir :

3 PCl 5 + 5 NH 3 → P 3 N 5 + 15 HCl
3 PCl 5 + 15 NaN 3 → P 3 N 5 + 15 NaCl + 5 N 2

Elementlerin reaksiyonunun ilgili bir malzeme ürettiği iddia edilmektedir. Benzer yöntemler hazırlanan için kullanılan bor nitrür (BN) ve silisyum nitrür (Si 3 N 4 ); ancak ürünler genellikle saf olmayan ve şekilsizdir .

Kristal numuneler, amonyum klorür ve heksaklorosiklotrifosfazen veya fosfor pentaklorürün reaksiyonu ile üretilmiştir .

(NPCl 2 ) 3 + 2 NH 4 Cl → P 3 N 5 + 8 HCl
3 PCl 5 + 5 NH 4 Cl → P 3 N 5 + 20 HCl

P 3 K 5 de arasındaki bir reaksiyon ile, oda sıcaklığında hazırlanmıştır fosfor triklorür ve sodyum amid .

3 PCl 3 + 5 NaNH 2 → P 3 N 5 + 5 NaCl + 4 HCl + 3 H 2

Reaksiyonlar

P 3 N 5 , 850 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda meydana gelen elementlere ayrışma ile BN veya Si 3 N 4'ten termal olarak daha az kararlıdır :

P 3 N 5 → 3 PN + N 2
4 PN → P 4 + 2 N 2

Zayıf asit ve bazlara karşı dirençlidir ve oda sıcaklığında suda çözünmez, ancak ısıtıldığında hidrolize olarak amonyum fosfat tuzları (NH 4 ) 2 HPO 4 ve NH 4 H 2 PO 4 oluşturur .

Trifosfor pentanitrit , karşılık gelen PN 4 7− ve PN 3 4− tuzlarını oluşturmak için lityum nitrür ve kalsiyum nitrür ile reaksiyona girer . Trifosfor pentanitrürün heterojen amonolizleri, HPN 2 ve HP 4 N 7 gibi imidleri verir . Bu bileşiklerin katı elektrolitler ve pigmentler olarak uygulamaları olabileceği öne sürülmüştür .

Yapı ve özellikler

Trifosfor pentanitrid için birkaç polimorf bilinmektedir. Trifosfor pentanitrürün alfa formuna (α‑P 3 N 5 ) atmosfer basıncında rastlanır ve 6 GPa'ya kadar olan basınçlarda bulunur ve bu noktada bileşiğin gama‑çeşitliliğine (γ‑P 3 N 5 ) dönüşür . Hesaplamalı kimya , Kiyanit benzeri bir yapıya sahip üçüncü bir delta çeşidinin (δ‑P 3 N 5 ) yaklaşık 43 GPa'da oluşacağını gösterir .

polimorf Yoğunluk (g/cm 3 )
α‑P 3 N 5 2.77
γ‑P 3 N 5 3.65
δ‑P 3 N 5 4.02

Α-P yapısı 3 K 5 ile tespit edilmiştir , tekli kristal X-ışını kırınımı PN bir ağ yapısı gösterdi, 4 2- ve 3-koordine nitrit ile tetrahedra.

Potansiyel uygulamalar

Trifosfor pentanitrürün ticari uygulamaları yoktur, ancak akkor lambalar için bir alıcı malzeme olarak kullanım bulmuş olmasına rağmen , 1960'ların sonlarında kırmızı fosfor içeren çeşitli karışımların yerini almıştır. Aydınlatma filamanların içine daldırılır süspansiyon P 3 N 5 önce fanus içine sızdırmaz olandır. Ampul kapandıktan sonra, ancak hala pompa üzerindeyken, lambalar yanar ve P 3 N 5'in termal olarak bileşenlerine ayrışmasına neden olur . Bu, çoğunlukla pompaya yeterince P ile çıkarılır 4 ampul içinde herhangi bir kalıntı oksijen ile reaksiyona girmek üzere buhar kalıntısı. P buhar basıncı kez 4 ya da dolgu maddesi gaz önce, off yalıtım veya ampulün yatırıldığında yeterince düşük olduğu bir vakum ortamı isteniyorsa, ampul bu noktada yalıtılmıştır. P 3 N 5'in yüksek ayrışma sıcaklığı, mühürleme makinelerinin kırmızı fosfor kullanılarak mümkün olandan daha hızlı ve daha sıcak çalışmasına izin verir.

İlgili halojen içeren polimerler, trimerik bromofosfonitril, (PNBr 2 ) 3 , mp 192 °C ve tetramerik bromofosfonitril, (PNBr 2 ) 4 , mp 202 °C, tungsten halojen lambalar için benzer lamba alma uygulamalarını bulurlar , burada ikili alma işlemlerini gerçekleştirirler ve hassas halojen dozajı.

Trifosfor pentanitrid ayrıca mikroelektronikteki uygulamalar için bir yarı iletken olarak , özellikle metal-yalıtkan-yarı iletken cihazlarda kapı yalıtkanı olarak araştırılmıştır .

Piroteknik engelleyici karışımlarda bir yakıt olarak, esas olarak daha yüksek kimyasal kararlılığı nedeniyle daha yaygın olarak kullanılan kırmızı fosfora göre bazı avantajlar sunar. Kırmızı fosforun aksine, P 3 N 5 güçlü oksitleyicilerle, hatta potasyum kloratla bile güvenle karıştırılabilir. Bu karışımlar, son teknoloji kırmızı fosfor karışımlarından 200 kata kadar daha hızlı yanabilirken, şok ve sürtünmeye karşı çok daha az hassastırlar. Ek olarak, P 3 N 5 hidrolize karşı kırmızı fosfordan çok daha dirençlidir ve buna dayalı piroteknik karışımlara uzun süreli depolama altında daha fazla stabilite sağlar.

Yangınla mücadele önlemlerinde trifosfor pentanitrürün kullanımı için patentler alınmıştır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Nitrür iyonunun tuzları ve kovalent türevleri
NH 3
K 2 H 4 		O(N 2 ) 11
Li 3 K Be 3 K 2 BN β-C 3 N 4
g-C 3 N 4
C x N y 		K 2 N x O y NF 3 Ne
Na 3 N Mg 3 N 2 AlN Si 3 N 4 PN
P 3 N 5 		S x N y
SN
S 4 N 4 		NC 3 Ar
K 3 K Ca 3 K 2 SCN Teneke sanal ağ CrN
Cr 2 N 		Mn x N y Fe x N y bağ Ni 3 N CuN Zn 3 N 2 GaN Ge 3 N 4 Olarak Gör Not 3 Kr
Rb Sr 3 N 2 YN ZrN NBN β-Mo 2 N Tc Ru Rh şifre Ag 3 N CDN Han Sn Sb Te NI 3 Xe
C'ler Ba 3 N 2   Hf 3 N 4 taN WN Tekrar İşletim sistemi ir nokta Au Hg 3 N 2 TIN Pb Çöp Kutusu po NS Rn
Cum Ra 3 N 2   Rf db Çavuş bh hs dağ Ds Rg Müşteri Nh fl Mc Sv. Ts og
↓
La CeN PrN Nd Öğleden sonra Sm AB GdN yemek dy Ho Er Tm yb lu
AC NS baba U 2 N 3 np Pu NS Santimetre bk bkz. Es FM md Numara lr