Heksatlenek tetrafosforu

związek chemiczny

Heksatlenek tetrafosforu, nazwa Stocka: tlenek fosforu(III), P
4
O
6
nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków kwasowych, w którym fosfor występuje na III stopniu utlenienia. Wzór empiryczny tego związku to P
2
O
3
, który nie odzwierciedla jego prawdziwej struktury, z czterema atomami fosforu i sześcioma atomami tlenu w cząsteczce (P
4
O
6
)[1].

Heksatlenek tetrafosforu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

P4O6

Inne wzory

P
2
O
3
(wzór empiryczny)

Masa molowa

219,89 g/mol

Wygląd

białe, miękkie kryształy o zapachu czosnku[1]

Identyfikacja
Numer CAS

12440-00-5 (P
4
O
6
)
1314-24-5 (P
2
O
3
)

PubChem

123290 (P
4
O
6
)
14810 (P
2
O
3
)

Podobne związki
Podobne związki

tlenki fosforu, N
2
O
3

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
4
O
6

Tworzy się także podczas spalania fosforu przy ograniczonym dostępie powietrza[2][3][8]. Można go stosunkowo łatwo oddzielić od tworzącego się również P
4
O
10
dzięki znacznie większej lotności[2][3].

Nie można go natomiast otrzymać przez dehydratację H
3
PO
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
4
O
10
; natomiast N
2
O
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
4
O
6
→ 2P + 3P
2
O
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
4
O
6
+ 6H
2
O → 4H
3
PO
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
4
O
10
[2][3]:

P
4
O
6
+ 2O
2
→ P
4
O
10

Reagując z ozonem w temperaturze pokojowej utlenia się do P
4
O
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
4
O
18
[9][10]:

P
4
O
6
+ 4O
3
→ P
4
O
18

Struktura przestrzenna wyjściowego P
4
O
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)
3
P
)[9]. Ozonek P
4
O
18
rozkłada się powyżej −35 °C do dekatlenku tetrafosforu i tlenu[9][10]:

P
4
O
18
→ P
4
O
10
+ 4O
2

Inne reakcje

W reakcji z chlorowodorem tworzy H
3
PO
3
i trichlorek fosforu[2][3]:

P
4
O
6
+ 6HCl → 2H
3
PO
3
+ 2PCl
3

Reaguje, często gwałtownie, z wieloma substancjami organicznymi i nieorganicznymi. Z bromem i chlorem i jodem tworzy halogenki fosforu[2][3].

Szkodliwość

Jest silnie trujący[2].

Przypisy