Хлорид фосфора(V)

У этого термина существуют и другие значения, см. Хлорид фосфора.

Хлорид фосфора(V)
Общие
Систематическое наименование	Хлорид фосфора(V)
Химическая формула	PCl5
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белый порошок
Отн. молек. масса	208.22 а. е. м.
Молярная масса	208.22 г/моль
Плотность	1.6 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	160 °C
Температура кипения	возгоняется при 159 °C
Химические свойства
Растворимость в воде	реагирует г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	10026-13-8
SMILES	ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl

Пентахлор́ид фо́сфора (хлорид фосфора(V), хлорангидрид фо́сфорной кислоты, пятихлористый фосфор) — соединение фосфора и хлора с формулой PCl₅.

Молекула PCl₅ в газообразном или жидком состояниях имеет конфигурацию тригональной бипирамиды с атомом фосфора в основании. Твёрдый пентахлорид фосфора состоит из тетраэдрических ионов [PCl₄]⁺ и октаэдрических ионов [РCl₆]⁻ (d P—Cl в тетраэдре 0,197 нм, в октаэдре 0,204 нм (экваториальные) и 0,208 нм (апикальные)).

Свойства

При нагревании выше 300 °C, полностью разлагается на PCl₃ и Cl₂.

Пентахлорид фосфора типичное кислотное соединение. Он энергично реагирует с водой, образуя по первой стадии оксохлорид фосфора (V):

PCl₅ + H₂O → POCl₃ + 2 HCl

В горячей воде гидролиз протекает полностью, до образования ортофосфорной кислоты:

PCl₅ + 4 H₂O → H₃PO₄ + 5 HCl

Для РCl₅ характерны реакции окислительного хлорирования:

PCl₅ + 2 NO₂ → PCl₃ + 2NO₂Cl

C концентрированой серной кислотой образует хлорсульфоновую кислоту:

PCl₅ + H₂SO₄ → ClSO₂OH + POCl₃ + HCl

При нагревании РCl₅ и NH₄Cl происходит реакция образования полимера фосфонитрилхлорида:

nPCl₅ + nNH₄Cl → (PNCl₂)_n + 4nHCl

(PNCl₂)_n — прозрачное эластичное вещество, «неорганический каучук». Выдерживает нагревание выше 200 °C. К сожалению, фосфонитрилхлорид сравнительно легко гидролизуется, что затрудняет его практическое использование. Заменой атомов Cl на органические радикалы можно получить водоустойчивые полимеры.

Получение

Получают действием избытка хлора на хлорид фосфора(III):

PCl₃ + Cl₂$\overrightarrow{\leftarrow}$ PCl₅ ΔH = −124 кДж/моль

Применение

PCl₅ — сильный хлорирующий агент, его используют при получении хлорангидридов фосфорных и фосфоновых кислот из олефинов, в производстве лекарственных средств и красителей.

Токсичность

Токсичен, ПДК 0,2 мг/м³.

Литература

• Н. С. Ахметов, «Общая и неорганическая химия». — М.: Высшая школа, 2001.
• Г. Реми, «Курс неорганической химии». — М.: Иностранная литература, 1963.
• Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон, «Современная неорганическая химия». — М.: Мир, 1969.