Sulfid fosforitý - Phosphorus sulfide - Wikipedia

Sulfidy fosforu tvoří rodinu anorganické sloučeniny obsahující pouze fosfor a síra. Tyto sloučeniny mají vzorec P4SX s X ≤ 10. Dva mají obchodní význam, sulfid fosforečný (Str4S10), který se vyrábí v kilotonovém měřítku pro výrobu dalších organických sloučenin síry, a fosforečný sesquisulfid (Str4S3), který se používá při výrobě „stávky kdekoli“.

Kromě P existuje ještě několik dalších sulfidů fosforu4S3 a P4S10. Šest z těchto sulfidů fosforu existuje jako izomery: P4S4, P4S5, P4S6, P4S7, P4S8a P.4S9. Tyto izomery se vyznačují předpony řeckých písmen. Předpona je založena na pořadí objevení izomerů, nikoli na jejich struktuře.[1] Všechny známé molekulární sulfidy fosforu obsahují čtyřboké pole čtyř atomů fosforu.[2] P4S2 je také známo, ale je nestabilní nad -30 ° C.[3]

Sulfidy fosforu, které existují v izomerních formách

Příprava

Hlavním způsobem přípravy těchto sloučenin je termolýza směsí fosforu a síry. Distribuce produktů lze analyzovat pomocí 31P NMR spektroskopie. Selektivnější syntézy zahrnují (i) odsíření, např. použitím trifenylfosfin a doplňkově (ii) sulfidací za použití trifenylarsin sulfid.[4][5]

P4S3

Seskulfid fosforečný se připravuje zpracováním červeného fosforu sírou nad 450 K,[6] následovaný opatrností rekrystalizace s sirouhlík a benzen. Alternativní metoda zahrnuje řízenou fúzi bílého fosforu se sírou v inertním nehořlavém rozpouštědle.[7]

P4S4

Α- a β- formy P4S4 lze připravit zpracováním odpovídajících izomerů P4S3Já2 s ((CH3)3Sn)2S:[6]

Schéma přípravy izomerních forem P4S4.png

P4S3Já2 může být syntetizován reakcí stechiometrických množství fosforu, síry a jódu.

P4S5

P4S5 lze připravit zpracováním stechiometrických množství P4S3 se sírou v roztoku sirouhlíku za přítomnosti světla a katalytického množství jód.[8] Distribuce příslušného produktu je poté analyzována pomocí 31P NMR spektroskopie.

Zejména a-P4S5 lze snadno vyrobit pomocí fotochemická reakce z P.4S10 s červeným fosforem.[6] Všimněte si, že P4S5 je nestabilní při zahřívání, má sklon k nepřiměřený horní4S3 a P4S7 před dosažením bodu tání.[9]

P4S6

P4S6 lze vyrobit abstrahováním atomu síry od P4S7 použitím trifenylfosfin:[6]

P4S7 + Ph3P → P4S6 + Ph3PS

Léčba α-P4S5 s Ph3AsS v CS2 také poskytuje α-P4S6.[4] Dva nové polymorfy δ-P4S6 a ε-P4S6 lze připravit zpracováním a-P4S4 s Ph3SbS v CS2.[10]

P4S7

P4S7 je nejpohodlněji vyroben přímým spojením příslušných prvků a je jedním z nejsnadněji purifikovaných binárních sulfidů fosforu.[11]

4 P + 7 S → P4S7

P4S8

β-P4S8 lze připravit zpracováním a-P4S7 s Ph3AsS v CS2, čímž se získá směs mezi α-P4S7 a p-P4S8.[4]

P4S9

P4S9 lze vyrobit dvěma způsoby. Jedna metoda zahrnuje ohřev P4S3 v přebytku síry.[6] Další metoda zahrnuje ohřev P4S7 a P4S10 v molárním poměru 1: 2, kde P4S9 je reverzibilně formován:[10]

P4S7 + 2 s4S10 ⇌ 3 str4S9

P4S10

P4S10 je jedním z nejstabilnějších sulfidů fosforu. Nejsnadněji se vyrábí zahříváním bílého fosforu sírou nad 570 K v evakuované trubici.[12]

P4 + 10 S → P4S10

Reference

  1. ^ Jason, M. E.; Ngo, T .; Rahman, S. (1997). "Produkty a mechanismy při oxidaci fosforu sírou při nízké teplotě". Inorg. Chem. 36 (12): 2633–2640. doi:10.1021 / ic9614879.
  2. ^ Holleman, A. F .; Wiberg, E. Anorganická chemie. Academic Press: San Diego, 2001. ISBN  0-12-352651-5.
  3. ^ Heal, H. G. Anorganická heterocyklická chemie síry, dusíku a fosforu Academic Press: London; 1980 ISBN  0-12-335680-6.
  4. ^ A b C Jason, M. E. (1997). „Převod síry z arsenu a antimonu na sulfidy fosforu. Racionální syntéza několika méně častých P4Sn Druh". Inorg. Chem. 36 (12): 2641–2646. doi:10.1021 / ic9614881.
  5. ^ Nowottnick, H .; Blachnik, R. (1999). "Zwei neue Phosphorsulfide (dva nové fosforsulfidy)". 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. ^ A b C d E Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe (2008). "Kapitola 15: Skupina 15 prvků". Anorganic Chemistry, 3. vydání. Pearson. str. 484. ISBN  978-0-13-175553-6.
  7. ^ „Fosfor trisulfid“ v Handbook of Preparative Anorganic Chemistry, 2. vyd. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Sv. 1. str. 563.
  8. ^ „Fosfor pentasulfid“ v Handbook of Preparative Anorganic Chemistry, 2. vyd. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Sv. 1. str. 565.
  9. ^ A. Earnshaw; Norman Greenwood (2002). "Fosfor". Chemistry of the elements, 2. vydání. Butterworth Heinemann. str. 508. ISBN  0750633654.
  10. ^ A b R. Bruce King (2005). "Fosfor". Encyclopedia of Anorganic Chemistry, 2. vydání. Wiley. str. 3711. ISBN  9780470862100.
  11. ^ „Heptasulfid fosforitý“ v Handbook of Preparative Anorganic Chemistry, 2. vyd. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Sv. 1. str. 566.
  12. ^ „Difosfor pentasulfid“ v Handbook of Preparative Anorganic Chemistry, 2. vyd. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Sv. 1. str. 567.