Natri photphua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Natri photphua
Tên khác Trinatriphotphin
Nhận dạng
Số CAS 12058-85-4
PubChem 61547
Ảnh Jmol-3D ảnh
SMILES
InChI 1/3Na.P/q3*+1;-3
Thuộc tính
Công thức phân tử Na3P
Phân tử gam 99.943 g/mol
Bề ngoài chất rắn màu đen
Độ hòa tan trong nước không tan
Độ hòa tan trong không tan trong CO2 lỏng
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể lục phương
a = 4.9512 Å
c = 8.7874 Å
Tọa độ quanh P có 5 phối tử, tháp đôi tam giác ba phương [1]
Các hợp chất liên quan
Anion khác Natri clorua
Natri nitrua
Cation khác Nhôm photphua
Liti photphua

Natri photphua, Na3P, là muối màu đen chứa kim loại kiềm natrianion photphua.[2] Na3P là một nguồn anion photphua hoạt tính cao. Không nên nhầm lẫn với natri photphat, Na3PO4.

Ngoài Na3P, 5 chất khác cũng có cấu tạo từ natri và photpho đã được biết: NaP, Na3P7, Na3P11, NaP7, and NaP15.[3]

Tính chất[sửa | sửa mã nguồn]

Như K3P, Na3P rắn có nguyên tử trung tâm 5 phối tử.[1] Ở thể khí, phân tử Na3P và Li3P đều có dạng tháp đáy tam giác tam phương với cặp electron tự do ở nguyên tử photpho trung tâm. Đặc tính ion của Na3P là tương tự Li3P, được biết đến là một chất siêu dẫn ion. Cấu tạo năng lượng thấp nhất như nhau ở cả 2 phân tử, đối xứng C3v không phẳng. Vì cấu trúc khác lạ đó, Na3P có khả năng hoán vị chính nó. Độ chắn hoán vị cho Na3P và Li3P được tính tương ứng là 7.5 kcal/mol và 4.9 kcal/mol.[4]

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

Sự điều chế đầu tiên của Na3P được ghi nhận đầu tiên vào giữa thế kỉ 19. Nhà nghiên cứu người Pháp, Alexandre Baudrimont điều chế natri photphua bằng cách cho natri nóng chảy phản ứng với photpho pentaclorua.[5]

8 Na(l) + PCl5 → 5 NaCl + Na3P

Nhiều đường khác nhau về Na3P được mô tả. Vì tính dễ cháy và độc, Na3P (và các muối liên quan) được điều chế đúng vị trí. Photpho trắng được khử bởi hợp kim natri-kali để tạo muối photphua.[6]

Sự chuyển hóa photpho trắng thành photphua đang được nghiên cứu kĩ. Photpho phản ứng với natri trong nồi hấp ở nhiệt độ 150 °C trong 5 giờ tạo ra Na3P.[7]

P4 + 12 Na → 4 Na3P

Ngoài ra phản ứng có thể được dẫn tới áp suất thường nhưng dùng nhiệt độ chênh lệch để hình thành dạng không bay hơi NaxP (x < 3) rồi sau đó phản ứng tiếp với natri.[8] trong một vài trường hợp, một chất chuyển electron, như naphtalen, được dùng. Trong ứng dụng này, naphtalen tạo ra các gốc tự do và khử photpho nhanh hơn.[9]

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Natri photphua là một nguồn anion photphua hoạt tính cao. Chất này không tan trong tất cả các dung môi nhưng phản ứng như một huyền phù với axit và các chất electrophin khác để tạo ra các dẫn xuất có dạng PM3:[6]

Na3P + 3 M+5 → M3P (M = H, Me3Si)

Dẫn xuất trimetylsilyl bay hơi (30-35 C & 0.001 mm Hg) và tan được. Nó hoạt động như một chất tương đương "P3-".

Inđi photphua, một chất bán dẫn có mặt bằng xử lý "natri photphua" với inđi(III) clorua. Trong quá trình này, tác nhân photphua được tạo ra từ natri kim loại và photpho trắng trong N,N’-đimetylformamit, DMF.[10]

Phản ứng tổng hợp inđi photphua

Natri photphua được dùng trong thương mại như một chất xúc tác trong phản ứng trùng hợp giữa kẽm photphua và nhôm photphua cho việc sản xuất polime. Khi Na3P bị loại khỏi chất xúc tác bậc ba phản ứng polime hóa propilen và 4-metyl-1-penten thì không hiệu quả.[11]

Polime hóa propen

Thận trọng[sửa | sửa mã nguồn]

Natri photphua cực kì nguy hiểm khi giải phóng photphin trong thủy phân, một quá trình tỏa nhiều nhiệt đến mức phát lửa. USDOT cấm vận chuyển Na3P trên máy bay dân dụng, máy bay toàn hàng hóa, và tàu hỏa do nguy cơ hỏa hoạn và chất độc nguy hại.[1]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă Dong, Y; Disalvo, F.J (2005). “Sự điều tra lại Na3P dựa vào dữ liệu đơn tinh thể”. Acta Crystallogr. E 61: i223–i224. doi:10.1107/S1600536805031168. 
  2. ^ Yunle, G; Fan, G; Yiate, Q; Huagui, Z; Ziping, Y (2002). “A solvothermal synthesis of ultra-fine iron phosphide”. Mater. Res. Bull. 37: 1101–1106. doi:10.1016/S0025-5408(02)00749-3. 
  3. ^ Hóa học vô cơ, Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman Elsevier 2001 ISBN 0-12-352651-5
  4. ^ Francisco, J.S; Khitrov, G (1993). “Kiểm tra cấu trúc và độ chắn hoán vị cho natri và liti photphua”. Chem. Phys. 171: 153–157. doi:10.1016/0301-0104(93)85139-Y. 
  5. ^ Baudrimont. Ann. Chim. Phys. 1864, volume 2, 13.
  6. ^ a ă Gerd Becker, Helmut Schmidt, Gudrun Uhl “Tris(Trimetylsilyl)Photphin và Liti Bis(Trimetylsilyl)Photphua.Bis-(Tetrahiđrofuran)” Inorganic Syntheses, 1990, Volume 27, 243-249. doi:10.1002/9780470132586.ch48
  7. ^ Xie, Y; Su, H; Li, B; Qian, Y (2000). “Solvothermal preparation of tin phosphide nanorods”. Mater. Res. Bull. 35: 675–680. doi:10.1016/S0025-5408(00)00263-4. 
  8. ^ Jarvis, R.F; Jacubinas, R.M; Kaner, R.B (2000). “Self-Propagating Metathesis Routes to Metastable Group 4 Phosphides”. Inorg. Chem. 39: 3243–3246. doi:10.1021/ic000057m. PMID 11196860. 
  9. ^ Peterson, D.J. 1967. Patent No. 3,397,039.
  10. ^ Khanna, P.K; Eum, M.-S; Jun, K.-W; Baeg, J.-O; Seok, S. I (2003). “Tổng hợp inđi photphua hạt nano”. Mater. Lett. 57: 4617–4621. doi:10.1016/S0167-577X(03)00371-9. 
  11. ^ Atarashi, Y.; Fukumoto, O. Japanese Patent No. JP 42,006,269.


Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]