Соединения фосфора (-III). Фосфиды. Фосфин

При нагревании фосфор окисляет почти все металлы, образуя фосфиды. Фосфиды s-элементов II группы состава Э₃Р₂ солеподобны, легко разлагаются водой:

Mg₃P₂ + 6H₂O = 3 Mg(OH)₂ + 2 PH₃

Фосфиды d-элементов (обычно типа МР, МР₂, М₃Р) имеют серый или черный цвет, металлический блеск и электрическую проводимость. Фосфиды этого типа химически малоактивны.

Ковалентным фосфидом является фосфид водорода РН₃ – фосфин.

Способы получения

Фосфин получают косвенным путем. Образуется фосфин при гидролизе некоторых фосфидов, а также при диспропорционировании фосфора в щелочной среде при нагревании:

_{0 +1 -3}

2 Р₄ + 3 Ва(ОН)₂ + 6 Н₂О = 3 Ва(РО₂Н₂)₂ + 2 РН₃

Ca₃P₂ + 6H₂O = 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑

Zn₃P₂ + 6HCl = 3ZnCl₂ + 2PH₃↑

PH₄I HI + PH₃↑

Химические свойства

Фосфин – чрезвычайно ядовитый газ с неприятным запахом. В воде фосфин растворяется, но соединений при этом не образует.

Электронодонорные свойства фосфин проявляет только при действии на него наиболее сильных доноров протонов (HClO₄, HI), например, при смешении газообразных РН₃ и НI:

РН_3(г) + НI_(г) = РН₄I

При этом образуются малоустойчивые бесцветные кристаллические вещества – производные иона фосфония РН₄⁺. Соли фосфония разлагаются водой.

Фосфин и производные фосфония – сильные восстановители (сильнее, чем аммиак). При температуре ~ 150°С происходит его самовозгорание, иногда со взрывом. Образуется фосфорная кислота:

PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

Галиды, их гидролиз

Фосфор непосредственно соединяется со всеми галогенами с выделением большого количества теплоты. Практическое значение имеют главным образом соединения фосфора с хлором.

Хлорид фосфора (III) или треххлористый фосфор, РCl₃ получается при пропускании хлора над расплавленным фосфором. Он представляет собой жидкость.

При действии воды РCl₃ полностью гидролизуется с образованием хлористого водорода и фосфористой кислоты Н₃РО₃:

РCl₃ + 3 Н₂О = Н₃РО₃ + 3 НCl

При пропускании хлора в треххлористый фосфор получается хлорид фосфора (V), или пятихлористый фосфор, РСl₅, который при обычных условиях образует твердую белую массу. Пятихлористый фосфор тоже разлагается водой с образованием хлористого водорода и фосфорной кислоты:

Аналогичные соединения фосфор образует с бромом, иодом и фтором; однако для иода соединение состава PI₅ неизвестно. Хлориды фосфора применяются при синтезах различных органических веществ.

Оксиды фосфора

К важнейшим оксидам фосфора принадлежат Р₂О₃ и Р₂О₅.

Оксид фосфора (III) Р₂О₃ при обычной температуре - белая воскообразная масса. Очень легко испаряется, имеет неприятный запах, очень ядовит. Существует в виде димеров P₄H₆.

Способы получения

P₂O₃ образуется при медленном окислении фосфора или при его горении в недостатке кислорода:

4P + 3O₂ = 2P₂O₃

Химические свойства

По химической природе оксид фосфора (III) является кислотным, о чем свидетельствует его гидролиз (образуется фосфористая кислота):

Р₂О₃ + 3 Н₂О=2 H₃PO₃

При растворении в горячей воде происходит очень бурная реакция диспропорционирования P₂O₃:

_{+3 -3 +5}

2P₂O₃ + 6H₂O = PH₃ + 3H₃PO₄

Взаимодействие оксида фосфора III со щелочами приводит к образованию солей фосфористой кислоты:

4 NaOH + Р₂О₃ =2 Na₂HPO₃ + H₂O

P₂O₃ – очень сильный восстановитель.

Он окисляется кислородом воздуха и галогенами:

_{+3 +5}

P₂O₃ + O₂ = P₂O₅

_{+3 +5}

P₂O₃ + 2Cl₂ + 5H₂O = 4HCl + 2H₃PO₄

Оксид фосфора (V) Р₂О₅ при обычной температуре – белая снегоподобная масса, не имеет запаха, существует в виде димеров P₄O₁₀. При соприкосновении с воздухом расплывается в сиропообразную жидкость (HPO₃). P₂O₅ – самое эффективное осушающее средство и водоотнимающий агент. Применяется для осушения нелетучих веществ и газов.