Хлорид фосфора(V)

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
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.