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化学において、リン化物はP 3−イオンまたはその等価物を含む化合物である。構造が大きく異なる多くの異なるリン化物が知られている。[1] 最も一般的に見られるのは二成分リン化物、すなわちリンと電気陰性度の低い元素のみからなる物質である。多数存在するのはポリリン化物で、これはリンのアニオン鎖またはクラスターからなる固体である。リン化物は、Hg、Pb、Sb、Bi、Te、およびPoを除いて、大部分の電気陰性度の低い元素で知られている。[2] 最後に、いくつかのリン化物は分子である。
二元リン化物
二元リン化物には、リンともう 1 つの元素が含まれます。1 族リン化物の例としては、リン化ナトリウム( Na 3 P ) があります。その他の注目すべき例としては、アルミニウムリン化物( AlP ) とカルシウムリン化物( Ca 3 P 2 ) があり、これらは加水分解時に有毒なホスフィンを放出する性質を利用して殺虫剤として使用されています。マグネシウムリン化物 ( Mg 3 P 2 ) も湿気に敏感です。インジウムリン化物( InP ) とガリウムリン化物( GaP ) は半導体として使用され、関連するヒ化物と組み合わせて使用されることがよくあります。[3]銅リン化物( Cu 3 P ) は、リン化物としては珍しい化学量論を示しています。これらの種はすべての溶媒に不溶性で、3 次元の固体ポリマーです。電気陽性金属の場合、材料は加水分解します。
- Ca 3 P 2 + 6 H 2 O → 3 Ca(OH) 2 + 2 PH 3
ポリホスフィド
ポリホスフィドはP−P結合を含む。最も単純なポリホスフィドはPの誘導体である。4−2
自由陰イオンは非常に塩基性が高いため、めったに見られません。ほとんどのメンバーはオクテット則に従います。
よく研究されているポリホスフィドはP 7 3-の誘導体である。[4]
ポリリン化物の命名法は誤解を招く可能性がある。X線結晶構造解析によって確認されたように、 スズ三リン化物とゲルマニウム三リン化物は三リン化物ではなく六リン化物である。これらは波打ったシクロ-P 6 6-サブユニットからなる。[5]誤解を招く命名の別の例は「トリウム五リン化物」であり、これはヒットルフのリン に関連するポリマーポリリン化物からなる。[6]
いくつかのポリホスフィドはクラスターPを含む3−11
イオンおよび高分子鎖アニオン（例えばらせん状の（P−
）
んイオン）および複雑なシートまたは 3-D アニオン。[7]構造の範囲は広範囲に及びます。 カリウムには、 K 3 P、K 4 P 3、K 5 P 4、KP、K 4 P 6、K 3 P 7、K 3 P 11、KP 10.3、KP 15の 9 つのリン化物があります。ニッケルの 8 つのモノリン化物およびポリリン化物も存在します: ( Ni 3 P、Ni 5 P 2、Ni 12 P 5、Ni 2 P、Ni 5 P 4、NiP、NiP 2、NiP 3 )。[2]
2つのポリリン化物イオン、P4−3
Kで発見
4ポ
3およびP5−4
5−4K 5 P 4に見られるラジカルアニオンは、奇数の価電子を持つラジカルアニオンである。[2]
リン化物およびポリリン化物材料の調製
リン化物化合物を調製する方法は多数ある。一般的な方法の 1 つは、金属と赤リン(P) を不活性雰囲気条件または真空下で加熱する方法である。原理的には、すべての金属リン化物およびポリリン化物は、リン元素とそれぞれの金属元素を化学量論的形態で合成することができる。しかし、合成はいくつかの問題のために複雑である。発熱反応は、局所的な過熱により爆発することが多い。酸化された金属、または金属の外側の酸化層だけでも、リン化を開始するための極端で許容できないほど高い温度を引き起こす。[8]ニッケルリン化物を生成する水熱反応により、純粋で結晶性の高いニッケルリン化物化合物、Ni 2 PおよびNi 12 P 5 が生成された。これらの化合物は、 NiCl 2 ·12H 2 Oと赤リンをそれぞれ 200 °C で 24 時間および 48 時間固液反応させることによって合成された。 [9]
金属リン化物は、トリス(トリメチルシリル)ホスフィンと金属ハロゲン化物の反応によっても生成されます。この方法では、ハロゲン化物は揮発性のトリメチルシリルクロリドとして遊離します。
赤リンとカリウムエトキシドからK2P16を製造する方法が報告されている。[ 10]
分子リン化物
金属とリンの間に三重結合を持つ化合物は稀である。主な例は化学式Mo(P)(NR 2 ) 3で、Rはかさ高い有機置換基である。[11]
有機リン化物
多くの有機リン化物が知られている。一般的な例としては、 R 2 PM（Rは有機置換基、Mは金属）の式がある。1つの例としては、リチウムジフェニルリン化物が挙げられる。ジントルクラスターP 3−7
（1990年代）多様なアルカリ金属誘導体で得られる。
自然の例
鉱物シュライバーサイト （Fe,Ni）3Pは、いくつかの隕石によく見られます。
参考文献
- ^ グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ abc Von Schnering, HG および Hönle, W. (1994) 「リン化物 - 固体化学」『無機化学百科事典』 R. Bruce King (編) John Wiley & Sons ISBN 0-471-93620-0
- ^ Blackman, CS; Carmalt, CJ ; O'Neill, SA; Parkin, IP; Molloy, KC; Apostolico, L. (2003). 「Vb族金属リン化物薄膜の化学蒸着」(PDF) . Journal of Materials Chemistry . 13 (8): 1930. doi :10.1039/b304084b.
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- ^ Dragulescu-Andrasi, Alina; Miller, L. Zane; Chen, Banghao; McQuade, D. Tyler; Shatruk, Michael (2016 年 3 月 14 日)。「カリウムエトキシドとの反応による赤リンの可溶性ポリホスフィドアニオンへの容易な変換」。Angewandte Chemie International Edition。55 ( 12 ): 3904–3908。doi : 10.1002/anie.201511186。PMID 26928980。
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