五氮化三磷是一種無機化合物,化學式 P3N5。它是磷的一種氮化物。雖然已經對其各種應用進行了研究,但這並沒有導致五氮化三磷有任何重要的工業用途。它是一種白色固體,儘管樣品經常因雜質而呈現其它顏色。
Quick Facts 五氮化三磷, 識別 ...
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五氮化三磷可以由含有磷(V)的化合物和含有氮陰離子的化合物(例如氨和疊氮化鈉):[1]
- 3 PCl5 + 5 NH3 → P3N5 + 15 HCl
- 3 PCl5 + 15 NaN3 → P3N5 + 15 NaCl + 5 N2
據稱,磷和氮的反應會產生五氮化三磷。[2]類似的方法可以用來製備氮化硼 (BN) 和氮化矽 (Si3N4),不過產物通常是不純和無定形的。[1][3]
五氮化三磷晶體可以由氯化銨和六氯環三氮磷烷[4]或五氯化磷反應而成:[1]
- (NPCl2)3 + 2 NH4Cl → P3N5 + 8 HCl
- 3 PCl5 + 5 NH4Cl → P3N5 + 20 HCl
室溫下,P3N5 也可以由三氯化磷和氨基鈉反應而成。[5]
- 3 PCl3 + 5 NaNH2 → P3N5 + 5 NaCl + 4 HCl + 3 H2
P3N5的熱穩定性比 BN 和Si3N4低,在超過 850 °C時分解:[1]
- P3N5 → 3 PN + N2
- 4 PN → P4 + 2 N2
五氮化三磷不與弱酸、弱鹼反應,不溶於水。它加熱水解成(NH4)2HPO4 和NH4H2PO4。
五氮化三磷和氮化鋰、氮化鈣反應,產生 PN47− 和PN34−離子。異相氨解會產生像是 HPN2 和HP4N7的亞氨基化物。有人提出,這些化合物可用作固體電解質和顏料。[6]
五氮化三磷的多種同質異形體是已知的。α‑P3N5是標準情況下,五氮化三磷的形式。加壓到6 GPa時,會轉變成γ‑P3N5。計算化學顯示第三種五氮化三磷的結構 δ‑P3N5會在約 43 GPa 時出現,為藍晶石結構。[7]
More information 結構, 密度(g/cm3) ...
結構 |
密度(g/cm3)
|
α‑P3N5 |
2.77
|
γ‑P3N5 |
3.65
|
δ‑P3N5 |
4.02
|
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α‑P3N5 的結構已通過單晶X射線衍射確定,裡面含有PN4四面體和二或三配位的氮離子。[8]
Meng, Zhaoyu; Peng, Yiya; Yang, Zhiping; Qian, Yitai. Synthesis and Characterization of Amorphous Phosphorus Nitride.. Chemistry Letters. 1 January 2000, 29 (11): 1252–1253. doi:10.1246/cl.2000.1252.
Schnick, Wolfgang; Lücke, Jan; Krumeich, Frank. Phosphorus Nitride P3N5: Synthesis, Spectroscopic, and Electron Microscopic Investigations. Chemistry of Materials. 1996, 8: 281–286. doi:10.1021/cm950385y.
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Schnick, Wolfgang. Phosphorus(V) Nitrides: Preparation, Properties, and Possible Applications of New Solid State Materials with Structural Analogies to Phosphates and Silicates. Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 1993, 76 (1–4): 183–186. doi:10.1080/10426509308032389.
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