五氮化三磷

化三硅是一种无机化合物,化学式为P3N5。 这种材料仅含磷和氮,被归类为二元氮化物。 虽然已经针对各种应用对其进行了研究,但这并没有导致任何重要的工业用途。 它是一种白色固体,尽管样品经常因杂质而显得有色。

综合

各种磷(V)与氮阴离子(如氨和叠氮化钠)反应生成五氢化三钾:

3 PCl5 + 5 NH3 → P3N5 + 15 HCl3 PCl5 + 15 NaN3 → P3N5 + 15 NaCl + 5 N2

据称元的反应会产生相关材料。 类似方法制备了氮化硼(BN)和氮化硅(Si3N4); 然而,产品通常是不纯的和无定形的。

通过氯化铵和六氯环三磷腈或五氯化磷的反应产生结晶样品。

(NPCl2)3 + 2

3 PCl3 + 5 NaNH2 → P3N5 + 5 NaCl + 4 HCl + 3 H2</sub >

反应

P3N5 的热稳定性不如 BN 或 Si3N< sub class=”template-chem2-sub”>4,在高于 850°C 的温度下分解为元素:

P3N5 → 3 PN + N2< /sub>4 PN → P4 + 2 N2

耐弱酸弱碱,常温下不溶于水,但受热水解生成磷酸铵盐

结构和性质

已知五氮化三磷的几种多晶型物。 五氮化三磷 (α-P3N5) 的 alpha 形式在大气压下存在,存在的压力高达 6 GPa,此时它转换为化合物的伽马变化 (γ-P3N5)。 计算化学表明,第三种 delta 变体 (δ-P3N5) 将在 43 GPa 左右形成,具有 类蓝晶石结构。

α-P3N5的结构已通过单晶X射线衍射确定,显示出PN的网络结构 4 个具有 2 和 3 配位氮化物的四面体。

五氮化三磷

潜在应用

五氢化三硅没有商业应用,尽管它在 1960 年代后期被发现用作白炽的吸气材料,取代了各种含有红磷的混合物。 在密封到灯泡中之前,将照明灯丝浸入 P3N5 的悬浮液中。 灯泡关闭后,但仍在泵上时,灯点亮,导致 P3N5 热分解成其 构成要素。 其中大部分被泵移除,但仍有足够的 P4 蒸气与灯泡内的任何残留氧气发生反应。 一旦 P4 的蒸气压足够低,填充气体就会在密封之前进入灯泡,或者如果需要真空气氛,则在 那一点。 与使用红磷相比,P3N5 的高分解温度使密封机运行得更快、温度更高。</sub >

相关的含卤素聚合物,三聚溴磷腈 (PNBr2)3(熔点 192 °C)和四聚溴磷腈 (PNBr2)4(熔点 202°C)为卤钨灯找到类似的灯吸气应用,它们执行吸气的双重过程 和精确的卤素剂量。

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