Triphosphorpentanitrid

Kristallstruktur
Keine Zeichnung vorhanden
Allgemeines
NameTriphosphorpentanitrid
Andere Namen

Phosphor(V)-nitrid

VerhältnisformelP3N5
Kurzbeschreibung

weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer12136-91-3
EG-Nummer235-233-9
ECHA-InfoCard100.032.018
WikidataQ15427074
Eigenschaften
Molare Masse162,96 g·mol−1
Aggregatzustand

fest[1]

Dichte

2,51 g·cm−3 (18 °C)[1]

Löslichkeit

nahezu unlöslich in Wasser[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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

Gewinnung und Darstellung

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.[3] Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Phosphornitrilchlorid (PNCl2)3 mit Ammoniak bei 825 °C. Beide Umsetzungen verlaufen über mehrere Zwischenstufen.[1]

Es kann auch durch Ammonolyse von Phosphorpentachlorid bei 780 °C gewonnen werden, wobei ein farbloses Gemisch aus α- und β-P3N5 entsteht.[4]

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

Eigenschaften

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.[1] Ab 800 °C zersetzt sich die Verbindung zu Phosphor(III)-nitrid und Stickstoff.[5]

Triphosphorpentanitrid kommt unter normalen Bedingungen in zwei Modifikationen vor.[6] 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°[7]) 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.[8] 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[9]) besteht aus tetraedrischen PN4- und tetragonalen PN5-Einheiten, die über ein Stickstoffatom miteinander verknüpft sind.[3] Mit Lithiumnitrid reagiert es je nach Mischungsverhältnis und Temperatur zu verschiedenen salzartigen Nitridophosphaten wie Li7PN4, Li12P3N9 oder Li10P4N10.[4]

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c d e f 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. ↑ a b 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. ↑ a b c 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