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Triphosphorpentanitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Phosphors aus der Gruppe der Nitride Kristallstruk

Triphosphorpentanitrid

Triphosphorpentanitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Phosphors aus der Gruppe der Nitride.

Kristallstruktur
Keine Zeichnung vorhanden
Allgemeines
Name Triphosphorpentanitrid
Andere Namen

Phosphor(V)-nitrid

Verhältnisformel P3N5
Kurzbeschreibung

weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12136-91-3
EG-Nummer 235-233-9
ECHA-InfoCard 100.032.018
Wikidata Q15427074
Eigenschaften
Molare Masse 162,96 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,51 g·cm−3 (18 °C)

Löslichkeit

nahezu unlöslich in Wasser

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gewinnung und Darstellung Bearbeiten

Triphosphorpentanitrid kann durch Reaktion von Phosphorsulfidammoniakat P4S10·14 NH3 mit Ammoniak oder Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen werden. Diese Methode wurde 1903 von Stock und Hoffmann erstmals verwendet. Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Phosphornitrilchlorid (PNCl2)3 mit Ammoniak bei 825 °C. Beide Umsetzungen verlaufen über mehrere Zwischenstufen.

Es kann auch durch Ammonolyse von Phosphorpentachlorid bei 780 °C gewonnen werden, wobei ein farbloses Gemisch aus α- und β-P3N5 entsteht.

Phasenrein entsteht α-Triphosphorpentanitrid bei der Pyrolyse von [P(NH2)4]I bei 825 °C.

Eigenschaften Bearbeiten

Triphosphorpentanitrid ist ein weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff, der in allen Lösungsmitteln unlöslich ist. Im Vakuum zerfällt er bei hoher Temperatur in die Elemente. Er zersetzt sich beim Erhitzen mit Wasser im Einschmelzrohr auf 180 °C unter Bildung von Phosphorsäure und Ammoniak. Mit Sauerstoff reagiert er erst bei 600 °C. Ab 800 °C zersetzt sich die Verbindung zu Phosphor(III)-nitrid und Stickstoff.

Triphosphorpentanitrid kommt unter normalen Bedingungen in zwei Modifikationen vor. Die Raumnetzstruktur von α-Triphosphorpentanitrid (monoklin, Raumgruppe Cc (Raumgruppen-Nr. 9)Vorlage:Raumgruppe/9, a = 812,077 pm, b = 583,433 pm, c = 916,005 pm, β = 115,809°) aus PN4-Tetraedern weist Ähnlichkeiten mit den Strukturen von Siliciumdioxid sowie Siliciumnitrid auf. Überraschenderweise tritt in α-Triphosphorpentanitrid jedoch auch eine Kantenverknüpfung von PN4-Tetraedern auf. Die bei hohen Drücken und Temperaturen gewinnbare γ-Form (orthorhombisch, Imm2 (Nr. 44)Vorlage:Raumgruppe/44, a = 1287,2 pm, b = 261,31 pm, c = 440,03 pm) besteht aus tetraedrischen PN4- und tetragonalen PN5-Einheiten, die über ein Stickstoffatom miteinander verknüpft sind. Mit Lithiumnitrid reagiert es je nach Mischungsverhältnis und Temperatur zu verschiedenen salzartigen Nitridophosphaten wie Li7PN4, Li12P3N9 oder Li10P4N10.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Georg Brauer, unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a. (Hrsg.): Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band 1. Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 553.
  2. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  3. ↑ D.E.C. Corbridge: Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition. CRC Press, 2013, ISBN 1-4398-4088-1, S. 143 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  4. ↑ Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: mit Atombau, Molekülgeometrie und Bindungstheorie. Walter de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-012322-3, S. 453 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5. A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 789.
  6. Wolfgang Schnick, Jan Lücke, Frank Krumeich: Phosphorus Nitride P3N5‚ Synthesis, Spectroscopic, and Electron Microscopic Investigations. In: Chemistry of Materials. 8, 1996, S. 281–286, doi:10.1021/cm950385y.
  7. S. Horstmann, E. Irran, W. Schnick: Phosphorus(V) nitride alpha-P3N5: Synthesis starting from tetraaminophosphonium iodide and crystal structure determination by synchrotron powder diffractionaus. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 624, 1998, S. 620–628, doi:10.1002/(SICI)1521-3749(199804)624:4<620::AID-ZAAC620>3.0.CO;2-K
  8. Stefan Horstmann, Elisabeth Irran, Wolfgang Schnick: Synthese und Kristallstruktur von Phosphor(V)-nitrid α-P3N5. In: Angewandte Chemie. 109, 1997, S. 1938–1940, doi:10.1002/ange.19971091714.
  9. K. Landskron, H. Huppertz, J. Senker, W. Schnick. In: 31P-MAS-NMR- und FTIR-Spektroskopie sowie Materialeigenschaften von gamma-(P3N5), einer Hochdruckphase von binärem Phosphor(V)-nitrid mit verzerrt quadratischen (PN5)-Pyramiden und (PN4)-Tetraedern., Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 628, 2002, S. 1465–1471, doi:10.1002/1521-3749(200207)628:7<1465::AID-ZAAC1465>3.0.CO;2-Y
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Veröffentlichungsdatum:
Triphosphorpentanitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Phosphors aus der Gruppe der Nitride KristallstrukturKeine Zeichnung vorhandenAllgemeinesName TriphosphorpentanitridAndere Namen Phosphor V nitridVerhaltnisformel P3N5Kurzbeschreibung weisser geruch und geschmackloser Feststoff 1 Externe Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 12136 91 3EG Nummer 235 233 9ECHA InfoCard 100 032 018Wikidata Q15427074EigenschaftenMolare Masse 162 96 g mol 1Aggregatzustand fest 1 Dichte 2 51 g cm 3 18 C 1 Loslichkeit nahezu unloslich in Wasser 1 SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnungkeine Einstufung verfugbar 2 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Gewinnung und Darstellung BearbeitenTriphosphorpentanitrid kann durch Reaktion von Phosphorsulfidammoniakat P4S10 14 NH3 mit Ammoniak oder Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen werden Diese Methode wurde 1903 von Stock und Hoffmann erstmals verwendet 3 Ebenfalls moglich ist die Darstellung durch Reaktion von Phosphornitrilchlorid PNCl2 3 mit Ammoniak bei 825 C Beide Umsetzungen verlaufen uber mehrere Zwischenstufen 1 Es kann auch durch Ammonolyse von Phosphorpentachlorid bei 780 C gewonnen werden wobei ein farbloses Gemisch aus a und b P3N5 entsteht 4 3 P C l 5 5 N H 4 C l P 3 N 5 20 H C l displaystyle mathrm 3 PCl 5 5 NH 4 Cl longrightarrow P 3 N 5 20 HCl nbsp Phasenrein entsteht a Triphosphorpentanitrid bei der Pyrolyse von P NH2 4 I bei 825 C 4 3 P N H 2 4 I P 3 N 5 3 N H 4 I 4 N H 3 displaystyle mathrm 3 P NH 2 4 I longrightarrow P 3 N 5 3 NH 4 I 4 NH 3 nbsp Eigenschaften BearbeitenTriphosphorpentanitrid ist ein weisser geruch und geschmackloser Feststoff der in allen Losungsmitteln unloslich ist Im Vakuum zerfallt er bei hoher Temperatur in die Elemente Er zersetzt sich beim Erhitzen mit Wasser im Einschmelzrohr auf 180 C unter Bildung von Phosphorsaure und Ammoniak Mit Sauerstoff reagiert er erst bei 600 C 1 Ab 800 C zersetzt sich die Verbindung zu Phosphor III nitrid und Stickstoff 5 P 3 N 5 3 P N N 2 displaystyle mathrm P 3 N 5 longrightarrow 3 PN N 2 nbsp Triphosphorpentanitrid kommt unter normalen Bedingungen in zwei Modifikationen vor 6 Die Raumnetzstruktur von a Triphosphorpentanitrid monoklin Raumgruppe Cc Raumgruppen Nr 9 Vorlage Raumgruppe 9 a 812 077 pm b 583 433 pm c 916 005 pm b 115 809 7 aus PN4 Tetraedern weist Ahnlichkeiten mit den Strukturen von Siliciumdioxid sowie Siliciumnitrid auf Uberraschenderweise tritt in a Triphosphorpentanitrid jedoch auch eine Kantenverknupfung von PN4 Tetraedern auf 8 Die bei hohen Drucken und Temperaturen gewinnbare g Form orthorhombisch Imm2 Nr 44 Vorlage Raumgruppe 44 a 1287 2 pm b 261 31 pm c 440 03 pm 9 besteht aus tetraedrischen PN4 und tetragonalen PN5 Einheiten die uber ein Stickstoffatom miteinander verknupft sind 3 Mit Lithiumnitrid reagiert es je nach Mischungsverhaltnis und Temperatur zu verschiedenen salzartigen Nitridophosphaten wie Li7PN4 Li12P3N9 oder Li10P4N10 4 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d e f Georg Brauer unter Mitarbeit von Marianne Baudler u a Hrsg Handbuch der Praparativen Anorganischen Chemie 3 umgearbeitete Auflage Band 1 Ferdinand Enke Stuttgart 1975 ISBN 3 432 02328 6 S 553 Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefahrlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlassliche und zitierfahige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden a b D E C Corbridge Phosphorus Chemistry Biochemistry and Technology Sixth Edition CRC Press 2013 ISBN 1 4398 4088 1 S 143 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche a b c Ralf Steudel Chemie der Nichtmetalle mit Atombau Molekulgeometrie und Bindungstheorie Walter de Gruyter 1998 ISBN 3 11 012322 3 S 453 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche A F Holleman E Wiberg N Wiberg Lehrbuch der Anorganischen Chemie 101 Auflage Walter de Gruyter Berlin 1995 ISBN 3 11 012641 9 S 789 Wolfgang Schnick Jan Lucke Frank Krumeich Phosphorus Nitride P3N5 Synthesis Spectroscopic and Electron Microscopic Investigations In Chemistry of Materials 8 1996 S 281 286 doi 10 1021 cm950385y S Horstmann E Irran W Schnick Phosphorus V nitride alpha P3N5 Synthesis starting from tetraaminophosphonium iodide and crystal structure determination by synchrotron powder diffractionaus In Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie 624 1998 S 620 628 doi 10 1002 SICI 1521 3749 199804 624 4 lt 620 AID ZAAC620 gt 3 0 CO 2 K Stefan Horstmann Elisabeth Irran Wolfgang Schnick Synthese und Kristallstruktur von Phosphor V nitrid a P3N5 In Angewandte Chemie 109 1997 S 1938 1940 doi 10 1002 ange 19971091714 K Landskron H Huppertz J Senker W Schnick In 31P MAS NMR und FTIR Spektroskopie sowie Materialeigenschaften von gamma P3N5 einer Hochdruckphase von binarem Phosphor V nitrid mit verzerrt quadratischen PN5 Pyramiden und PN4 Tetraedern Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie 628 2002 S 1465 1471 doi 10 1002 1521 3749 200207 628 7 lt 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