リン化ナトリウム

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リン化ナトリウム
識別情報
CAS登録番号 12058-85-4 ×
PubChem 61547
ChemSpider 55463 チェック
EC番号 235-031-0
特性
化学式 Na3P
モル質量 99.943 g/mol
外観 赤色結晶
密度 1.74 g/cm3
融点

650 °C, 923 K, 1202 °F

への溶解度 加水分解
溶解度 液体CO2に不溶
構造
結晶構造 六方晶
a = 4.9512 Å
c = 8.7874 Å
配位構造 around P 5 near neighbours, trigonal bipyramid [1]
関連する物質
その他の陰イオン 塩化ナトリウム
窒化ナトリウム
その他の陽イオン リン化アルミニウム
リン化リチウム
リン化カリウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

リン化ナトリウム(Sodium phosphide)は、アルカリ金属ナトリウムリン化物アニオンを含む黒色のである[2]。Na3Pの化学式を持つ。反応性の高いリン化物イオンの供給源になる。リン酸ナトリウム(Na3PO4)とは異なる物質である。

ナトリウムとリンの二元化合物は、Na3Pの他にNaP、Na3P7、Na3P11、NaP7及びNaP15の5つが知られている[3]

性質[編集]

リン化カリウム(K3P)と同様に、固体のNa3Pはリン原子を中心にした五配位型である[1]。気相では、分子状のNa3P及びリン化リチウム(Li3P)はどちらも、中央のリン原子の孤立電子対とともに三角錐型を形成している。

合成[編集]

Na3Pの合成は、19世紀中盤に初めて報告された。フランスの科学者アレクサンドル・ボードリモンは、溶融したナトリウムと五塩化リンを反応させることでNa3Pを合成した[4]

多くの異なる合成法が記載されている。可燃性と毒性のため、Na3Pやその関連の塩は通常in situで合成される。白色のリンがナトリウム-カリウム合金で還元され、リン化物塩となる[5]

この変換は良く研究されており、リンは150℃のオートクレーブ中、5時間でNa3Pを生成する[6]

この反応は常圧で起こるが、温度勾配を用いて不揮発性のNa3P相(x < 3)を作り、その後、さらにナトリウムと反応させる[7]ナフタレンのような電子伝達剤が用いられることもある。この場合、ナフタレンは可溶性のラジカルアニオンを形成し、より速くリンを還元する[8]

利用[編集]

Na3Pは、反応性の高いリン化物アニオンの供給源になる。この物質は全ての溶媒に不溶であるが、酸と関連する給電子剤の懸濁液に反応し、PM3型の誘導体を形成する[5]

トリメチルシリル誘導体は"P3−"と等価であるが、揮発性 (b.p. 30-35 C @ 0.001 mm Hg) で可溶性である。

高温のN,N-ジメチルホルムアミドを溶媒としてNa3Pを塩化インジウム(III)で処理することで、半導体リン化インジウムが生成する。この過程で、金属ナトリウムと白色のリンからリン化物試薬が生成し、すぐにインジウム塩と反応する[9]

産業的には、Na3Pは、リン化亜鉛リン化アルミニウムと合わせて、ポリマー合成の触媒としても用いられる。3種類の触媒からNa3Pが除かれると、プロピレン4-メチル-1-ペンテンの重合は効率的に行われなくなる[10]

プロペンの重合

利用上の注意[編集]

Na3Pは、加水分解されると毒性の高いホスフィンを放出する。この過程は発熱反応であるため発火する。アメリカ合衆国運輸省は、火災や毒性への懸念のため、旅客機や列車等でNa3Pを運ぶことを禁じている[11]

出典[編集]

  1. ^ a b Dong, Y; Disalvo, F.J (2005年). “Reinvestigation of Na3P based on single-crystal data”. Acta Crystallogr. E 61 (11): i223–i224. doi:10.1107/S1600536805031168. 
  2. ^ Yunle, G; Fan, G; Yiate, Q; Huagui, Z; Ziping, Y (2002年). “A solvothermal synthesis of ultra-fine iron phosphide”. Mater. Res. Bull. 37 (6): 1101–1106. doi:10.1016/S0025-5408(02)00749-3. 
  3. ^ Inorganic Chemistry, Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman Elsevier 2001 ISBN 0-12-352651-5
  4. ^ Baudrimont (1864年). Ann. Chim. Phys. 2: 13. 
  5. ^ a b Becker, Gerd; Schmidt, Helmut; Uhl, Gudrun (1990年). “Tris(Trimethylsilyl)Phosphine and Lithium Bis(Trimethylsilyl)Phosphide.Bis-(Tetrahydrofuran)”. Inorganic Syntheses 27: 243–249. doi:10.1002/9780470132586.ch48. 
  6. ^ Xie, Y; Su, H; Li, B; Qian, Y (2000年). “Solvothermal preparation of tin phosphide nanorods”. Mater. Res. Bull. 35 (5): 675–680. doi:10.1016/S0025-5408(00)00263-4. 
  7. ^ Jarvis, R.F; Jacubinas, R.M; Kaner, R.B (2000年). “Self-Propagating Metathesis Routes to Metastable Group 4 Phosphides”. Inorg. Chem. 39 (15): 3243–3246. doi:10.1021/ic000057m. PMID 11196860. 
  8. ^ Peterson, D.J. 1967. Patent No. 3,397,039.
  9. ^ Khanna, P.K; Eum, M.-S; Jun, K.-W; Baeg, J.-O; Seok, S. I (2003年). “A novel synthesis of indium phosphide nanoparticles”. Mater. Lett. 57 (30): 4617–4621. doi:10.1016/S0167-577X(03)00371-9. 
  10. ^ Atarashi, Y.; Fukumoto, O. Japanese Patent No. JP 42,006,269.
  11. ^ http://environmentalchemistry.com/yogi/chemicals/cn/Sodium%A0phosphide.html

外部リンク[編集]