Пентанитрид трифосфора

Пентанитрид трифосфора — бинарное неорганическое соединение фосфора и азота с формулой P₃N₅, белые кристаллы, нерастворимые в воде.

Пентанитрид трифосфора
Общие
Систематическое наименование	Пентанитрид трифосфора
Традиционные названия	Азотистый фосфор; нитрид фосфора
Хим. формула	P3N5
Физические свойства
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	162,96 г/моль
Плотность	2,51 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	разл. 800 °C
Классификация
Рег. номер CAS	12136-91-3
Рег. номер EINECS	235-233-9
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

ПолучениеПравить

• Тетрафосфора декасульфид медленно реагирует с аммиаком:

${\mathsf{P}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{S}}_{\mathsf{10}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\underset{\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{,}\mathsf{-<!--\; -\; -->}\mathsf{S}\mathsf{,}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}}{\overset{\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{,}\mathsf{230}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{600}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }}{\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}$${\mathsf {P_{4}S_{10}+NH_{3}\ {\xrightarrow[{-H_{2}S,-S,-H_{2}}]{NH_{3},230-600^{o}C}}\ P_{3}N_{5}}}$ 

• Пары́ фосфора реагируют с азотом в электрическом разряде:

$\mathsf{6}\mathsf{P}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}{\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}$${\mathsf {6P+5N_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2P_{3}N_{5}}}$ 

Физические свойстваПравить

Пентанитрид трифосфора образует белые кристаллы, нерастворимые в воде. Из-за примесей продукт может быть окрашен в оранжево-коричневые тона.

Химические свойстваПравить

• При нагревании образуется полимерный нитрид переменного состава:

${\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\stackrel{\mathsf{700}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{800}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{3}\mathsf{P}{\mathsf{N}}_{\mathsf{x}}\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {P_{3}N_{5}\ {\xrightarrow {700-800^{o}C}}\ 3PN_{x}+N_{2}}}$ 

где x = 0,7÷1,19.

• Реагирует с водой или перегретым паром:

${\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{100}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{180}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{P}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {P_{3}N_{5}+12H_{2}O\ {\xrightarrow {100-180^{o}C}}\ 3H_{3}PO_{4}+5NH_{3}}}$ 

• Гидролизуется горячей концентрированной азотной кислотой:

${\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{12}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{P}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{5}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {P_{3}N_{5}+5HNO_{3}+12H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 3H_{3}PO_{4}+5NH_{4}NO_{3}}}$ 

• Окисляется кислородом:

$\mathsf{4}{\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{15}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{600}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{P}}_{\mathsf{4}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{10}}\mathsf{+}\mathsf{10}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4P_{3}N_{5}+15O_{2}\ {\xrightarrow {600^{o}C}}\ 3P_{4}O_{10}+10N_{2}}}$ 

• При нагревании реагирует с хлором:

$\mathsf{2}{\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{15}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{100}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{6}\mathsf{P}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {2P_{3}N_{5}+15Cl_{2}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 6PCl_{5}+5N_{2}}}$ 

• Восстанавливается водородом:

$\mathsf{4}{\mathsf{P}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{N}}_{\mathsf{5}}\mathsf{+}\mathsf{30}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{300}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{3}{\mathsf{P}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{20}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {4P_{3}N_{5}+30H_{2}\ {\xrightarrow {300^{o}C}}\ 3P_{4}+20NH_{3}}}$ 

ПрименениеПравить

• Как газопоглотитель в лампах накаливания и в галогенных лампах.
• Для легирования кремния в производстве полупроводников.

ЛитератураПравить

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.