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化合物 来自维基百科,自由的百科全书
五氯化磷(化学式:PCl5)是一种无机化合物。它是最重要的磷氯化物之一,其它的还有三氯化磷和三氯氧磷。它是一种无色、具有吸湿性的固体,主要用作氯化剂,在不同条件下可有不同的结构。
五氯化磷 | |
---|---|
IUPAC名 Phosphorus(V) chloride 氯化磷(V) | |
英文名 | Phosphorus pentachloride |
识别 | |
CAS号 | 10026-13-8 |
PubChem | 24819 |
ChemSpider | 23204 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | UHZYTMXLRWXGPK-UHFFFAOYAP |
UN编号 | 1806 |
EINECS | 233-060-3 |
RTECS | TB6125000 |
性质 | |
化学式 | PCl5 |
摩尔质量 | 208.239[1] g·mol⁻¹ |
外观 | 黄白色四方晶体,易潮解[1] |
密度 | 2.1 g/cm3[1] |
熔点 | 167 °C(三相点)[1] |
沸点 | 160 °C(升华点)[1] |
溶解性(水) | 发生水解[1] |
溶解性 | 溶于二硫化碳,四氯甲烷[1] |
结构 | |
晶体结构 | 四方[1] |
分子构型 | 三角双锥 |
危险性 | |
警示术语 | R:R14-R22-R23-R34-R48/20 |
安全术语 | S:S26-S36/37/39-S45-S7/8 |
主要危害 | 腐蚀性,吸湿性,与水剧烈反应放出大量热,且有氯化氢生成 |
NFPA 704 | |
相关物质 | |
相关化合物 | 三氯氧磷、三氯化磷、 五氟化磷 |
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。 |
固态时五氯化磷的结构单元可以写作PCl4+PCl6−,氯化铯型晶体结构,两个离子分别为四面体和八面体结构,阳离子中的磷原子为sp3杂化,阴离子中的磷为sp3d2杂化。气态和液态的五氯化磷为单分子结构,分子呈三角双锥形,与VSEPR理论所预测的一致。
溶液中的分子结构与浓度和溶剂有关。[2] 溶于极性溶剂(如硝基甲烷、硝基苯)时,五氯化磷发生自偶电离,在稀溶液中的主要反应为:
浓度较高时的主要反应为:
溶于非极性溶剂(如二硫化碳、四氯化碳、苯)时,五氯化磷不发生电离,仍以PCl5的形式存在。[3]
溶液中PCl5曾被认为以二聚体存在(P2Cl10),但來曼系光譜的数据否定了这个假说。
五氯化磷可通过三氯化磷的氯化制备。该方法2000年生产了大约一万吨的五氯化磷。[4]
180 °C时,PCl5与PCl3和Cl2构成平衡,PCl5的解离度大约为40%。[4] 因此PCl5的样品中經常含有氯氣,也因此常带绿色。
PCl5与水剧烈反应,生成氯化氢和含氧磷化合物。部分水解的产物为三氯氧磷:
在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸:
五氯化磷在有机合成中有两类反应比较重要:一是将C-H键转化为C-Cl键的反应,二是将C-OH键转化为C-Cl键的反应。一些常见的反应如下:
与其在有机反应中的应用类似,五氯化磷已被氯化亚砜取代。五氯化磷与五氧化二磷反应,生成三氯氧磷:
AsCl5 和 SbCl5 都采取三角双锥结构。相关的键长数据分别为:211pm(As-Cleq),221pm(As-Clax),227pm(Sb-Cleq)和233.3pm(Sb-Clax)。[9] 低温下 SbCl5 为二聚体,双八面体的 Sb2Cl10,与五氯化铌类似。
五氯化磷会剧烈水解生成氯化氢,因此使用五氯化磷要注意安全。
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