Phosphid

Phosphid, eine beliebige Klasse chemischer Verbindungen, in der Phosphor mit einem Metall kombiniert ist. Das Phosphidion ist P3−, und Phosphide von fast jedem Metall im Periodensystem sind bekannt. Sie weisen eine Vielzahl chemischer und physikalischer Eigenschaften auf. Obwohl es eine Reihe von Möglichkeiten gibt, Phosphide herzustellen, besteht die allgemeinste Methode darin, stöchiometrische Mengen des Metalls und des roten Phosphors in einer inerten Atmosphäre (d. H. ohne chemisch reaktive Substanzen) oder in einem Vakuum auf hohe Temperatur zu erhitzen. Andere Methoden, die verwendet werden können, umfassen Elektrolysereaktionen, die Reaktion eines Metalls (oder eines Metallhalogenids oder Metallsulfids) mit Phosphin (PH3) und die Reduktion eines Metallphosphats mit elementarem Kohlenstoff bei erhöhter Temperatur.4Ti + 2PH3 + heat → 2Ti2P + 3H2
Ca3(PO4)2 + 8C + heat → Ca3P2 + 8CO In einigen Fällen reagiert ein Metallphosphid weiter mit zusätzlichem Metall oder Phosphor (das normalerweise Wärme benötigt), um ein Phosphid mit unterschiedlicher Stöchiometrie zu erhalten; zum Beispiel 4RuP + P4 + heat → 4RuP2.

Aufgrund der großen Vielfalt an Eigenschaften, die Phosphide aufweisen, ist es schwierig, sie in Klassen einzuteilen. Ein Vorschlag besteht darin, sie stöchiometrisch in drei Kategorien einzuteilen: (1) phosphorreiche Phosphide, bei denen das Metall-Phosphor-Verhältnis kleiner als eins ist, (2) metallreiche Phosphide, bei denen das Metall-Phosphor-Verhältnis größer als eins ist, und (3) Monophosphide, bei denen das Metall-Phosphor-Verhältnis genau eins ist. Phosphorreiche Phosphide weisen tendenziell niedrigere thermische Stabilitäten und niedrigere Schmelzpunkte auf als Phosphide der beiden anderen Kategorien. Beispiele für diese Verbindungen sind Phosphide, die mit den späteren Übergangsmetallen (z. B. RuP2, PdP3 und NiP3) gebildet werden.

Eine Vielzahl von Strukturen von Phosphiden sind bekannt. Der Strukturtyp scheint sowohl von sterischen als auch von elektronischen Effekten abhängig zu sein. (Sterische Effekte betreffen die räumliche Anordnung von Atomen.) Phosphide, die metallreich sind, weisen Eigenschaften auf, die metallischer Natur sind. Sie sind hart, spröde, hochschmelzend und chemisch inert. Solche Phosphide haben das Aussehen eines Metalls und weisen hohe thermische und elektrische Leitfähigkeiten auf. Die Größe des Metalls scheint die Strukturen der Verbindung zu bestimmen. Beispiele für metallreiche Phosphide sind Ni5P2 und Ir2P.

Die Phosphide der elektropositiven Alkali- und Erdalkalimetalle weisen eine der Ionenbindung sehr nahe kommende Bindung auf. Diese Verbindungen reagieren leicht mit Wasser oder verdünnter Säure unter Bildung von Phosphin, PH3.

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