Heksatlenek tetrafosforu
Heksatlenek tetrafosforu, nazwa Stocka: tlenek fosforu(III), P
4O
6 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków kwasowych, w którym fosfor występuje na III stopniu utlenienia. Wzór empiryczny tego związku to P
2O
3, który nie odzwierciedla jego prawdziwej struktury, z czterema atomami fosforu i sześcioma atomami tlenu w cząsteczce (P
4O
6)[1].
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||
Wzór sumaryczny | P4O6 | ||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Inne wzory | P | ||||||||||||||||||||||||
Masa molowa | 219,89 g/mol | ||||||||||||||||||||||||
Wygląd | białe, miękkie kryształy o zapachu czosnku[1] | ||||||||||||||||||||||||
Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||
Numer CAS | 12440-00-5 (P | ||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||
Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) |
Uzyskuje się go poprzez kontrolowane utlenianie fosforu mieszaniną tlenu (75%) i azotu pod zmniejszonym ciśnieniem w temp. ok. 50 °C[5]:
- P
4 + 3O
2 → P
4O
6
Tworzy się także podczas spalania fosforu przy ograniczonym dostępie powietrza[2][3][8]. Można go stosunkowo łatwo oddzielić od tworzącego się również P
4O
10 dzięki znacznie większej lotności[2][3].
Nie można go natomiast otrzymać przez dehydratację H
3PO
3[2][3] (mimo że jest bezwodnikiem tego kwasu).
Właściwości
Właściwości atomowe
Jego cząsteczka zbudowana jest z czterech atomów fosforu i sześciu atomów tlenu tworzących symetryczny układ przestrzenny typu adamantanu, podobnie jak P
4O
10; natomiast N
2O
3 jest monomerem[2][3].
Właściwości fizyczne
Tworzy miękkie, woskowate, białe kryształy. Jego gęstość wynosi 2,13 g/cm³. Jest związkiem lotnym; topi się w temp. 23,8 °C, a wrze w 173,1 °C[1][2][3][7].
Właściwości chemiczne
Rozkład termiczny
Ogrzewany długi czas w zatopionej ampułce w 210 °C ulega dysproporcjowaniu do czerwonego fosforu i tetratlenku difosforu[2][3]:
- 2P
4O
6 → 2P + 3P
2O
4
W wyższych temperaturach (do 400 °C) obok fosforu tworzą się mieszaniny różnych tlenków fosforu[5].
Reakcja z wodą
Reaguje powoli z zimną wodą, dając kwas fosfonowy[2][3][4][5][6]:
- P
4O
6 + 6H
2O → 4H
3PO
3
Z gorącą wodą reakcja ma przebieg gwałtowny i odmienny, z dysproporcjowaniem do czerwonego fosforu, fosforowodoru, kwasu fosforowego i innych związków[2][3][4][6].
Utlenianie
Jest związkiem palnym. Po ogrzaniu na powietrzu ulega samozapłonowi w 70 °C (jeżeli jest zanieczyszczony fosforem, samozapłon następuje w temperaturze pokojowej)[2][3][5]. W wyniku tej reakcji powstaje P
4O
10[2][3]:
- P
4O
6 + 2O
2 → P
4O
10
Reagując z ozonem w temperaturze pokojowej utlenia się do P
4O
10 i tlenków mieszanych P(III)/P(V)[9]. Natomiast w niskiej temperaturze (−78 °C) ulega reakcji cycloaddycji [1+3], tworzy ozonek o wzorze P
4O
18[9][10]:
- P
4O
6 + 4O
3 → P
4O
18
Struktura przestrzenna wyjściowego P
4O
6 pozostaje w tej reakcji nienaruszona, a do każdego atomu fosforu przyłącza się cząsteczka O
3, tworząc cztery dodatkowe pierścienie czteroczłonowe (z ozonem podobnie reagują w niskich temperaturach estry fosforynowe (RO)
3P)[9]. Ozonek P
4O
18 rozkłada się powyżej −35 °C do dekatlenku tetrafosforu i tlenu[9][10]:
- P
4O
18 → P
4O
10 + 4O
2↑
Inne reakcje
W reakcji z chlorowodorem tworzy H
3PO
3 i trichlorek fosforu[2][3]:
- P
4O
6 + 6HCl → 2H
3PO
3 + 2PCl
3
Reaguje, często gwałtownie, z wieloma substancjami organicznymi i nieorganicznymi. Z bromem i chlorem i jodem tworzy halogenki fosforu[2][3].