الفوسفيد

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
جزء من بنية Cu 3 P ، يسلط الضوء على الطبيعة المتشابكة للغاية الشائعة في العديد من فوسفيدات المعادن الانتقالية (Cu = برتقالي، P = بنفسجي).

في الكيمياء، الفوسفيد مركب يحتوي على أيون الفوسفور الثلاثي (P³⁻ ) أو ما يعادله. تُعرف أنواع عديدة من الفوسفيدات، ذات بنى مختلفة على نطاق واسع. [ 1 ] أكثرها شيوعًا هي الفوسفيدات الثنائية، أي تلك المواد التي تتكون فقط من الفوسفور وعنصر أقل كهرسلبية. وهناك أيضًا العديد من الفوسفيدات المتعددة، وهي مواد صلبة تتكون من سلاسل أو تجمعات أيونية من الفوسفور. تُعرف الفوسفيدات مع معظم العناصر الأقل كهرسلبية باستثناء الزئبق (Hg )، والرصاص (Pb) ، والأنتيمون (Sb )، والبزموت (Bi) ، والتيلوريوم (Te) ، والبولونيوم (Po) . [ 2 ] وأخيرًا، بعض الفوسفيدات جزيئية.

الفوسفيدات الثنائية

تشمل الفوسفيدات الثنائية الفوسفور وعنصرًا آخر. ومن أمثلة فوسفيدات المجموعة الأولى فوسفيد الصوديوم ( Na₃P ) . ومن الأمثلة البارزة الأخرى فوسفيد الألومنيوم ( AlP ) وفوسفيد الكالسيوم ( Ca₃P₂ ) ، اللذان يُستخدمان كمبيدات حشرية، نظرًا لميلهما لإطلاق الفوسفين السام عند التحلل المائي. كما أن فوسفيد المغنيسيوم ( Mg₃P₂ ) حساس للرطوبة. ويُستخدم فوسفيد الإنديوم ( InP ) وفوسفيد الغاليوم ( GaP ) كأشباه موصلات ، غالبًا في تركيبات مع زرنيخيدات ذات صلة . [ 3 ] ويُظهر فوسفيد النحاس ( Cu₃P ) نسبةً نادرةً للفوسفيدات. هذه المركبات غير قابلة للذوبان في جميع المذيبات ، فهي بوليمرات صلبة ثلاثية الأبعاد. أما بالنسبة للمركبات التي تحتوي على معادن موجبة الشحنة، فإنها تتحلل مائيًا.

Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca ( OH ) ₂ + 2PH₃
بيئة التنسيق حول النحاس في Cu 3 P. زوجان من ذرات النحاس محجوبان.

البوليفوسفيدات

بنية الوحدة الفرعية P 3− 7 كما هو موجود في M 3 P 7 (M = فلز قلوي).
صورة مقربة لبنية SnP 3 ، مع تسليط الضوء على الروابط حول P (بنفسجي) و Sn (رمادي).

تحتوي متعددات الفوسفيد على روابط P-P . أبسطها مشتقات P₄⁻² . نادراً ما تُصادف الأنيونات الحرة نظراً لقاعديتها العالية. تتبع معظمها قاعدة الثمانية.

تُعد البوليفوسفيدات المدروسة جيدًا مشتقات من P 3− 7 . [ 4 ] يتم الحصول على أنيون مجموعة زينتل هذا مع مشتقات متنوعة من المعادن القلوية.

قد تكون تسمية متعددات الفوسفيد مُضللة. فكما أكدت دراسة البلورات بالأشعة السينية، فإن ثلاثي فوسفيد القصدير وثلاثي فوسفيد الجرمانيوم ليسا ثلاثي فوسفيد، بل سداسي فوسفيد . ويتكونان من وحدات فرعية حلقية مُجعّدة من نوع P6-6 . [ 5 ] ومن الأمثلة الأخرى على التسمية المُضللة "خماسي فوسفيد الثوريوم"، الذي يتكون من متعدد فوسفيد بوليمري مُرتبط بفوسفور هيتورف . [ 6 ]

تحتوي العديد من متعددات الفوسفيدات على أيونات المجموعة P 3− 11 وأنيونات السلسلة البوليمرية (مثل الأيون الحلزوني (P - ) n ) والصفائح المعقدة أو الأنيونات ثلاثية الأبعاد. [ 7 ] نطاق الهياكل واسع النطاق. يحتوي البوتاسيوم على تسعة فوسفيدات: K 3 P , K 4 P 3 , K 5 P 4 , KP , K 4 P 6 , K 3 P 7 , K 3 P 11 , KP 10.3 , KP 15 . وتوجد أيضًا ثمانية فوسفيدات أحادية وبوليفوسفيدات من النيكل : ( Ni 3 P , Ni 5 P 2 , Ni 12 P 5 , Ni 2 P , Ni 5 P 4 , NiP , NiP 2 , NiP 3 ). [ 2 ]

أيونان من متعدد الفوسفيد، P 4− 3 الموجود في K 4 P 3 و P 5− 4 الموجود في K 5 P 4 ، هما أنيونات جذرية ذات عدد فردي من إلكترونات التكافؤ . [ 2 ]

تحضير مواد الفوسفيد ومتعدد الفوسفيد

توجد طرق عديدة لتحضير مركبات الفوسفيد. إحدى الطرق الشائعة تتضمن تسخين معدن مع الفوسفور الأحمر (P) في ظروف جوية خاملة أو في فراغ. من حيث المبدأ، يمكن تصنيع جميع فوسفيدات المعادن ومتعددات الفوسفيد من الفوسفور العنصري والعنصر المعدني المقابل بنسب متكافئة. مع ذلك، فإن عملية التصنيع معقدة بسبب عدة مشاكل. غالبًا ما تكون التفاعلات الطاردة للحرارة انفجارية نتيجة التسخين الموضعي المفرط . تتسبب المعادن المؤكسدة، أو حتى مجرد طبقة مؤكسدة على سطح المعدن، في درجات حرارة عالية للغاية وغير مقبولة لبدء عملية الفسفرة. [ 8 ] وقد أنتجت التفاعلات الحرارية المائية لتوليد فوسفيدات النيكل مركبات فوسفيد نيكل نقية وذات بلورات جيدة ، Ni₂P و Ni₁₂P₅ . تم تصنيع هذه المركبات من خلال تفاعل صلب-سائل بين NiCl 2 · 12H 2 O والفوسفور الأحمر عند 200 درجة مئوية لمدة 24 و 48 ساعة على التوالي. [ 9 ] 

تُنتَج فوسفيدات المعادن أيضاً عن طريق تفاعل ثلاثي (ثلاثي ميثيل سيليل) فوسفين مع هاليدات المعادن. في هذه الطريقة، يتحرر الهاليد على شكل كلوريد ثلاثي ميثيل سيليل متطاير .

بنية معقدات الفوسفيد الطرفية للموليبدينوم.

تم الإبلاغ عن طريقة لتحضير K2P16 من الفوسفور الأحمر وإيثوكسيد البوتاسيوم . [ 10 ]

الفوسفيدات الجزيئية

تُعدّ المركبات التي تحتوي على روابط ثلاثية بين فلز وفوسفور نادرة. ومن الأمثلة الرئيسية عليها الصيغة P≡Mo(NR₂ ) ₃ ، حيث R عبارة عن بديل عضوي ضخم. [ 11 ]

الفوسفيدات العضوية

تُعرف العديد من مركبات الفوسفيد العضوية. ومن الأمثلة الشائعة عليها الصيغة R 2 PM حيث R هو بديل عضوي وM هو معدن. ومن الأمثلة على ذلك ثنائي فينيل فوسفيد الليثيوم .

أمثلة طبيعية

يُعد معدن شريبرسيت (Fe,Ni) 3 P شائعًا في بعض النيازك.

مراجع

  1. ↑ غرينوود، نورمان ن.؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر (  الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
  2. 1 2 3 فون شنيرينغ، إتش جي؛ هونلي، دبليو. (1994). "الفوسفيدات - كيمياء الحالة الصلبة". في كينغ، آر. بروس (محرر). موسوعة الكيمياء غير العضوية . جون وايلي وأولاده. ISBN 0-471-93620-0.
  3. ↑ بلاكمان، سي إس؛ كارمالت، سي جيه ؛ أونيل، إس إيه؛ باركين، آي بي؛ مولوي، كي سي؛ أبوستوليكو، إل. (2003). "الترسيب الكيميائي للبخار لأغشية رقيقة من فوسفيد المعادن من المجموعة الخامسة ب" (ملف PDF) . مجلة كيمياء المواد . 13 (8): 1930. doi : 10.1039/b304084b .
  4. ^ ماير، تيودورو. هونلي، فولفجانج؛ فون شنرينج، هانز جورج (1987). "كيمياء وبنية الفوسفيدين والبوليفوسفيدين. 44. تريسيوم هيبتافوسفيد Cs 3 P 7 : دراسة وتركيب وخصائص". Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie . 552 (9): 69– 80. دوى : 10.1002/zaac.19875520907 .
  5. ↑ غولمان، جان؛ أولوفسون، أولي (1 نوفمبر 1972). "البنية البلورية لـ SnP3 وملاحظة حول البنية البلورية لـ GeP3 " . مجلة كيمياء الحالة الصلبة . 5 (3): 441-445 . doi : 10.1016/0022-4596(72)90091-6 . ISSN 0022-4596 . تاريخ الاسترجاع: 28 مارس 2024 . 
  6. ^ أولوفسون، أولي؛ جولمان، يناير؛ سوتوفتي، إنغر؛ بيرونيوس، ب. إنجبريتسين، جان إي؛ إهرنبرغ، إل. (1971). “الهيكل البلوري لـ TLP 5 ”. اكتا كيميكا اسكندنافيكا . 25 : 1327–1337 . دوى : 10.3891/acta.chem.scand.25-1327 .
  7. ↑ جيتشكو، دبليو؛ مولر، إم إتش (1987). "فوسفيدات ومتعددات فوسفيدات الفلزات الانتقالية". الفوسفور والكبريت والعناصر ذات الصلة . 30 ( 1-2 ): 413-416 . doi : 10.1080/03086648708080608 .
  8. ↑ فون شنيرينغ، هانز-جورج؛ هونلي، فولفغانغ (1988). "سد الفجوات باستخدام الفوسفيدات". مراجعات كيميائية . 88 : 243-273 . doi : 10.1021/cr00083a012 .
  9. ↑ ليو، زونغي؛ هوانغ، شيانغ؛ تشو، تشيبين؛ داي، جينهوي (2010). "طريقة بسيطة معتدلة للمعالجة الحرارية المائية لتخليق مساحيق فوسفيد النيكل". مجلة السيراميك الدولية . 36 (3): 1155-1158 . doi : 10.1016/j.ceramint.2009.12.015 .
  10. ↑ دراغوليسكو-أندراسي، ألينا؛ ميلر، ل. زين؛ تشين، بانغهاو؛ ماكويد، د. تايلر؛ شاتروك، مايكل (14 مارس 2016). "تحويل سهل للفوسفور الأحمر إلى أنيونات متعددة الفوسفيد قابلة للذوبان عن طريق التفاعل مع إيثوكسيد البوتاسيوم" . Angewandte Chemie International Edition . 55 (12): 3904–3908 . doi : 10.1002/anie.201511186 . PMID 26928980 . 
  11. ↑ كوسيرت، ب.م.؛ بيرو، ن.أ.؛ كومينز، س.س. (2010). "تنشيط وتحويل الفوسفور الأبيض بوساطة المعادن الانتقالية المبكرة". مراجعات كيميائية . 110 (7): 4164-4177 . CiteSeerX 10.1.1.666.8019 . doi : 10.1021/cr9003709 . PMID 20175534 .