En química, un fosfuro es un compuesto que contiene el ion P 3− o su equivalente. Se conocen muchos fosfuros diferentes, con estructuras muy diferentes. [1] Se encuentran más comúnmente en los fosfuros binarios, es decir, aquellos materiales que consisten solo en fósforo y un elemento menos electronegativo. Numerosos son los polifosfuros, que son sólidos que consisten en cadenas aniónicas o grupos de fósforo. Los fosfuros se conocen con la mayoría de elementos menos electronegativos con la excepción de Hg , Pb , Sb , Bi , Te y Po . [2] Finalmente, algunos fosfuros son moleculares.
Fosfuros binarios
Los fosfuros binarios incluyen fósforo y otro elemento. Un ejemplo de fosfuro del grupo 1 es el fosfuro de sodio ( Na
3P ). Otros ejemplos notables incluyen fosfuro de aluminio ( AlP ) y fosfuro de calcio ( Ca
3PAG
2), que se utilizan como plaguicidas, aprovechando su tendencia a liberar fosfina tóxica tras la hidrólisis. Fosfuro de magnesio ( Mg
3PAG
2) también es sensible a la humedad. El fosfuro de indio ( InP ) y el fosfuro de galio ( GaP ) se utilizan como semiconductores, a menudo en combinación con arseniuros relacionados . [3] Fosfuro de cobre ( Cu
3P ) ilustra una estequiometría poco común para un fosfuro. Estas especies son insolubles en todos los disolventes: son polímeros de estado sólido tridimensionales. Para aquellos con metales electropositivos, los materiales hidrolizan:
- California
3PAG
2 + 6 H
2O → 3 Ca (OH)
2 + 2 PH
3
Polifosfuros
Los polifosfuros contienen enlaces P \ sP . Los polifosfuros más simples contienen P4−
2iones ;. Otros contienen el grupo P3-
11iones y aniones de cadena polimérica (por ejemplo, el helicoidal (P-
)
norteion) y hoja compleja o aniones 3-D. [4] La gama de estructuras es extensa. El potasio tiene nueve fosfuros: K
3P , K
4PAG
3, K
5PAG
4, KP , K
4PAG
6, K
3PAG
7, K
3PAG
11, KP
10,3, KP
15. También existen ocho mono y polifosfuros de níquel : ( Ni
3P , Ni
5PAG
2, Ni
12PAG
5, Ni
2P , Ni
5PAG
4, NiP , NiP
2, NiP
3). [2]
Dos iones polifosfuro, P4−
3encontrado en K
4PAG
3y P5−
4encontrado en K
5PAG
4, son aniones radicales con un número impar de electrones de valencia que hacen que ambos compuestos sean paramagnéticos . [2]
Preparación de materiales de fosfuro y polifosfuro.
Hay muchas formas de preparar compuestos de fosfuro. Una forma común implica calentar un metal y fósforo rojo (P) en condiciones atmosféricas inertes o al vacío. En principio, todos los fosfuros y polifosfuros metálicos se pueden sintetizar a partir del fósforo elemental y el elemento metálico respectivo en formas estequiométricas. Sin embargo, la síntesis es complicada debido a varios problemas. Las reacciones exotérmicas suelen ser explosivas debido al sobrecalentamiento local. Los metales oxidados, o incluso solo una capa oxidada en el exterior del metal, provocan temperaturas extremas e inaceptablemente altas para el inicio de la fosforización. [5] Las reacciones hidrotermales para generar fosfuros de níquel han producido compuestos de fosfuro de níquel puros y bien cristalizados, Ni
2P y Ni
12PAG
5. Estos compuestos se sintetizaron mediante una reacción sólido-líquido entre NiCl
2· 12H 2 O y fósforo rojo a 200 ° C durante 24 y 48 horas, respectivamente. [6]
Los fosfuros metálicos también se producen por reacción de tris (trimetilsilil) fosfina con haluros metálicos. En este método, el haluro se libera como cloruro de trimetilsililo volátil .
Un método para la preparación de K
2PAG
dieciséisde fósforo rojo y etóxido de potasio . [7]
Fosfuros moleculares
Los compuestos con triples enlaces entre un metal y el fósforo son raros. Los principales ejemplos tienen la fórmula Mo (P) (NR
2)
3, donde R es un sustituyente orgánico voluminoso. [8]
Fosfuros orgánicos
Se conocen muchos organofosfuros. Los ejemplos comunes tienen la fórmula R
2PM donde R es un sustituyente orgánico y M es un metal. Un ejemplo es difenilfosfuro de litio . El grupo Zintl P3-
7 se obtiene con diversos derivados de metales alcalinos.
Ejemplos naturales
El mineral schreibersita (Fe, Ni)
3P es común en algunos meteoritos.
Referencias
- ^ Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ a b c Von Schnering, HG y Hönle, W. (1994) "Fosfuros - Química de estado sólido" en Enciclopedia de química inorgánica . R. Bruce King (ed.). John Wiley e hijos ISBN 0-471-93620-0
- ^ Blackman, CS; Carmalt, CJ ; O'Neill, SA; Parkin, IP; Molloy, KC; Apostolico, L. (2003). "Deposición química en fase de vapor de películas delgadas de fosfuro metálico del grupo Vb" (PDF) . Revista de Química de Materiales . 13 (8): 1930. doi : 10.1039 / b304084b .
- ^ Jeitschko, W .; Möller, MH (1987). "Fosfuros y polifosfuros de los metales de transición". Fósforo y azufre y elementos relacionados . 30 (1–2): 413–416. doi : 10.1080 / 03086648708080608 .
- ^ von Schnering, Hans-Georg; Hönle, Wolfgang (1988). "Puentear abismos con fosfuros". Revisiones químicas . 88 : 243-273. doi : 10.1021 / cr00083a012 .
- ^ Liu, Zongyi; Huang, Xiang; Zhu, Zhibin; Dai, Jinhui (2010). "Una ruta hidrotermal suave simple para la síntesis de polvos de fosfuro de níquel". Ceramics International . 36 (3): 1155-1158. doi : 10.1016 / j.ceramint.2009.12.015 .
- ^ Dragulescu-Andrasi, Alina; Miller, L. Zane; Chen, Banghao; McQuade, D. Tyler; Shatruk, Michael (14 de marzo de 2016). "Conversión fácil de fósforo rojo en aniones polifosfuro solubles por reacción con etóxido de potasio" . Angewandte Chemie International Edition . 55 (12): 3904–3908. doi : 10.1002 / anie.201511186 . PMID 26928980 .
- ^ Cossairt, BM; Piro, NA; Cummins, CC (2010). "Activación y transformación mediada por metales de transición temprana del fósforo blanco". Revisiones químicas . 110 (7): 4164–77. CiteSeerX 10.1.1.666.8019 . doi : 10.1021 / cr9003709 . PMID 20175534 .