Просмотр кода страницы Хлорид фосфора(V)

{{дзт|Хлорид фосфора}}
{{Вещество
 | картинка = Phosphorus-pentachloride-2D-dimensions.png
 | картинка3D = Phosphorus-pentachloride-3D-balls.png
 | изображение = Phosphorus pentachloride ampoule.jpg
 | хим. имя = Хлорид фосфора(V)
 | хим. формула =   PCl<sub>5</sub>
 | рац. формула =   PCl{{sub|5}}
 | молярная масса = 208,22
 | темп. плавления = 160<ref name=ХЭ/>
 | темп. кипения 
 | темп. сублимации = 159<ref name=ХЭ/>
 | темп. разложения = 
 | тройная точка = 
 | критическая точка = 
 | плотность = 2,11<ref name=ХЭ/>
 | CAS = 10026-13-8
 | SMILES = ClP(Cl)(Cl)(Cl)Cl
 | растворимость = реагирует
 | конст. диссоц. кислоты = 
 | состояние =  зеленовато-белый или желтоватый порошок
 | основность = 
 | кинематическая вязкость = 
 | теплоёмкость = 113,32 (газ)<ref name=ХЭ/>
 | энтальпия образования = −376,0<ref name=ХЭ/>
 | теплота парообразования = 
 | ЛД50 = 100 мг/кг
 | токсичность             = ядовит, сильный окислитель<ref name=ХЭ/>
}}

'''Пентахлори́д фо́сфора''' (''хлори́д фо́сфора(V)'', ''хлорангидри́д фо́сфорной кислоты'', ''пятихло́ристый фо́сфор'') — высший [[хлорид фосфора]], [[Бинарные соединения|бинарное неорганическое]] [[Химические вещества|химическое соединение]] [[фосфор]]а и [[хлор]]а с формулой PCl<sub>5</sub>. Зеленовато-белые<ref name=ХЭ>{{ХЭ|название=Фосфора галогениды|автор=Угай А. Я.|том = 5|с=147}}</ref> или желтоватые<ref>{{книга|автор= |часть=|заглавие=The Merck Index - An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals|оригинал= |ссылка=https://archive.org/details/merckindexencycl0000unse_m4f7/page/1267|издание=|ответственный= M. J. O'Neil (ed.)|место=Whitehouse Station, NJ|издательство=Merck and Co., Inc.|год=2006|том=|страницы=1267|страниц=|isbn=|язык=en}}</ref> кристаллы тетрагональной сингонии с неприятным раздражающим запахом.

== Физические свойства ==
Молекула PCl<sub>5</sub> в [[газ]]ообразном или [[Жидкость|жидком]] состояниях, а также в неполярных растворителях имеет конфигурацию тригональной бипирамиды (двух треугольных пирамид, соединённых основаниями) с атомом [[фосфор]]а в основании. Основание является равносторонним треугольником с атомами хлора в вершинах, расстояние между которыми 0,349 нм, а длина связи между ними и атомом фосфора равна 0,202 нм; длина связи P-Cl для двух атомов хлора в вершинах пирамиды (апикальных) равна 0,214 нм. Твёрдый пентахлорид фосфора является ионным кристаллом, он состоит из тетраэдрических ионов [PCl<sub>4</sub>]<sup>+</sup> и октаэдрических ионов [РCl<sub>6</sub>]<sup>−</sup>; длина связи P—Cl в тетраэдре 0,197 нм, в октаэдре 0,204 нм (экваториальные) и 0,208 нм (апикальные). В полярных растворителях PCl<sub>5</sub> диссоциирует на ионы [PCl<sub>4</sub>]<sup>+</sup> и Cl<sup>−</sup> при низких концентрациях, [PCl<sub>4</sub>]<sup>+</sup> и [РCl<sub>6</sub>]<sup>−</sup> при высоких концентрациях<ref>{{статья|автор=Suter R. W. et al.|заглавие=Nature of Phosphorus(V) Chloride in Ionizing and Nonionizing Solvents|издание=[[Journal of the American Chemical Society]]|год=1978 |том=95 |выпуск=5|страницы=1474—1479|ссылка=|doi=10.1021/ja00786a021|arxiv=|язык=en}}</ref>

При температуре сублимации плотность паров в 7,2 раза больше плотности воздуха<ref>{{книга|автор=Ellison H. D.|часть=|заглавие=Handbook of Chemical and Biological Warfare Agents|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=Baco Raton, FL|издательство=CRC Press|год=2000|том=|страницы=177 |страниц=|isbn=|язык=en}}</ref>. Давление паров при 20°C равно 1,6 Па (0,012 мм рт.ст.)<ref>{{книга|автор=Fee D. C. et al.|часть=Phosphorus Compounds|заглавие=Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=NY|издательство=John Wiley & Sons|год=2005|том=|страницы=|страниц=|isbn=|язык=en}}</ref>. 

Энтальпия сублимации при 390 К равна 67,4 ± 2,3 кДж/моль, при стандартных условиях 71,1 ± 5,0 кДж/моль<ref>{{статья|автор=Л. Д. Поляченок, О. Г. Поляченок|заглавие=Диссоциация, сублимация и устойчивость пентахлорида фосфора|издание=Журнал физической химии|год=1973|том=47|выпуск=2|страницы=498|ссылка=|doi=|arxiv=|язык=}}</ref>.

Хорошо растворяется в [[тетрахлоруглерод]]е, несколько хуже — в [[сероуглерод]]е<ref name=ХЭ/>.

== Химические свойства ==
При нагревании выше 300 °C практически полностью разлагается на [[хлорид фосфора(III)|PCl<sub>3</sub>]] и Cl<sub>2</sub><ref name=ХЭ/>. Степень диссоциации при 182 °C равна 41,7%, при 200°C 48,5%, при 250°C 80,0%, при 300°C 97,3%<ref>{{книга|автор=Азингер Г. Ф.|часть=|заглавие=Химия и технология парафиновых углеводородов|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М|издательство=ГНТИ НГТЛ|год=1959|том=|страницы=184|страниц=|isbn=|тираж=}}</ref>. 

Пентахлорид фосфора — типичное кислотное соединение. Он энергично реагирует с водой, образуя по первой стадии [[Оксихлорид фосфора|оксохлорид фосфора(V)]]:
:: <math>\mathsf{PCl_5 + H_2O \rightarrow POCl_3 + 2HCl}</math>

В горячей воде гидролиз протекает полностью, до образования [[Ортофосфорная кислота|ортофосфорной кислоты]]:
:: <math>\mathsf{PCl_5 + 4H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 5HCl}</math>

Для РCl<sub>5</sub> характерны реакции окислительного хлорирования:
:: <math>\mathsf{PCl_5 + 2NO_2 \rightarrow PCl_3 + 2NO_2Cl}</math>

C концентрированной [[серная кислота|серной кислотой]] образует [[Хлорсульфоновая кислота|хлорсульфоновую кислоту]]:
:: <math>\mathsf{PCl_5 + H_2SO_4 \rightarrow ClSO_2OH + POCl_3 + HCl}</math>

При нагревании РCl<sub>5</sub> и NH<sub>4</sub>Cl происходит реакция образования полимера фосфонитрилхлорида:
:: <math>n\mathsf{PCl_5} + n\mathsf{NH_4Cl \rightarrow (PNCl_2)}_n + 4n\mathsf{HCl}</math>

(PNCl<sub>2</sub>)<sub>''n''</sub> — прозрачное эластичное вещество, «неорганический каучук». Выдерживает нагревание выше 200 °C. Однако фосфонитрилхлорид сравнительно легко гидролизуется, что затрудняет его практическое использование. Заменой атомов хлора на органические радикалы можно получить водоустойчивые полимеры.

Пентахлорид фосфора является [[Кислота Льюиса|кислотой Льюиса]].

== Получение ==
Получают действием избытка [[хлор]]а на [[хлорид фосфора(III)]] в газовой фазе либо пропусканием хлора через раствор PCl<sub>3</sub> в [[сероуглерод]]е:

:: <math>\mathsf{PCl_3 + Cl_2 \rightleftarrows PCl_5}</math> ({{math|Δ''H''}} = 129,7 кДж/моль)<ref name=ХЭ/>. 

Мировой химической промышленностью, по данным на 2000 год, ежегодно производилось около 10 000 тонн пентахлорида фосфора<ref name="Holleman">{{книга|автор=Holleman A. F., Wiber E., Wiberg N.|часть=|заглавие=Inorganic Chemistry|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=|издательство=Academic Press|год=2001|том=|страницы=|страниц=|isbn=978-0-12-352651-9|язык=en}}</ref> 

Обратная реакция с полным разложением на хлор и [[трихлорид фосфора]] происходит при нагревании PCl<sub>5</sub> до температуры выше 300 °C<ref name=ХЭ/>.

== Основные сферы применения ==
Пятихлористый фосфор является [[Хлорирующий агент|хлорирующим агентом]], его используют при получении хлорангидридов [[Фосфорные кислоты|фосфорных]] и [[Фосфоновые кислоты|фосфоновых кислот]] из [[Алкены|олефинов]], в производстве красителей и лекарств<ref name=ХЭ/>.

== Физиологические свойства ==
Хлорид фосфора(V) PCl{{sub|5}} является [[Токсичность|токсичным]] веществом (сильный [[Неорганические вещества|неорганический]] [[яд]]) и мощным [[Окислители|окислителем]]. Вызывает [[ожог]]и кожи.

[[ПДК]] в воздухе 0,2 мг/м<sup>3</sup><ref name=ХЭ/>. Класс опасности — 2.

== История ==
Пентахлорид фосфора был впервые синтезирован в 1808 году британским химиком [[Дэви, Гемфри|Хэмфри Дэви]], который, сжигая фосфор в хлоре, получил прозрачную жидкость ([[трихлорид фосфора]]) и белое твёрдое вещество (пентахлорид фосфора)<ref>{{статья|автор=Davy H.|заглавие=The Bakerian Lecture. An account of some new analytical researches on the nature of certain bodies, particularly the alkalies, phosphorus, sulphur, carbonaceous matter, and the acids hitherto undecomposed; with some general observations on chemical theory|издание=[[Philosophical Transactions of the Royal Society of London]]|год=1809|том=99|выпуск=|страницы=39—104|ссылка=https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015034564347;view=1up;seq=53|doi=10.1098/rstl.1809.0005|arxiv=|язык=en}}</ref>

== Примечания ==
{{примечания}}

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

{{Соединения фосфора}}
[[Категория:Галогениды фосфора|Хлорид]]
[[Категория:Хлорангидриды]]
[[Категория:Прекурсоры Списка 3 Конвенции по запрещению химического оружия]]