Triphosphorpentanitrid

Kristallstruktur
Keine Zeichnung vorhanden
Allgemeines
Name	Triphosphorpentanitrid
Andere Namen	Phosphor(V)-nitrid
Verhältnisformel	P3N5
Kurzbeschreibung	weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff<ref name="brauer"></ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 235-233-9 ECHA-InfoCard 100.032.018 PubChem DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	162,96 g·mol−1
Aggregatzustand	fest<ref name="brauer" />
Dichte	2,51 g·cm−3 (18 °C)<ref name="brauer" />
Löslichkeit	nahezu unlöslich in Wasser<ref name="brauer" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Triphosphorpentanitrid ist eine anorganische chemische Verbindung des Phosphors aus der Gruppe der Nitride.

Gewinnung und Darstellung

Triphosphorpentanitrid kann durch Reaktion von Phosphorsulfidammoniakat P₄S₁₀·14 NH₃ mit Ammoniak oder Wasserstoff bei hohen Temperaturen gewonnen werden. Diese Methode wurde 1903 von Stock und Hoffmann erstmals verwendet.<ref name="D.E.C. Corbridge">D.E.C. Corbridge: Phosphorus: Chemistry, Biochemistry and Technology, Sixth Edition. CRC Press, 2013, ISBN 1-4398-4088-1, S. 143 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref> Ebenfalls möglich ist die Darstellung durch Reaktion von Phosphornitrilchlorid (PNCl₂)₃ mit Ammoniak bei 825 °C. Beide Umsetzungen verlaufen über mehrere Zwischenstufen.<ref name="brauer" />

Es kann auch durch Ammonolyse von Phosphorpentachlorid bei 780 °C gewonnen werden, wobei ein farbloses Gemisch aus α- und β-P₃N₅ entsteht.<ref name="Ralf Steudel">Ralf Steudel: Chemie der Nichtmetalle: mit Atombau, Molekülgeometrie und Bindungstheorie. Walter de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-012322-3, S. 453 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). </ref>

<math>\mathrm{3 \ PCl_5 + 5 \ NH_4Cl \longrightarrow P_3N_5 + 20 \ HCl}</math>

Phasenrein entsteht α-Triphosphorpentanitrid bei der Pyrolyse von [P(NH₂)₄]I bei 825 °C.<ref name="Ralf Steudel" />

<math>\mathrm{3 \ [P(NH_2)_4]I \longrightarrow P_3N_5 + 3 \ NH_4I + 4 \ NH_3}</math>

Eigenschaften

Triphosphorpentanitrid ist ein weißer, geruch- und geschmackloser Feststoff, der in allen Lösungsmitteln unlöslich ist. Im Vakuum zerfällt er bei hoher Temperatur in die Elemente. Er zersetzt sich beim Erhitzen mit Wasser im Einschmelzrohr auf 180 °C unter Bildung von Phosphorsäure und Ammoniak. Mit Sauerstoff reagiert er erst bei 600 °C.<ref name="brauer" /> Ab 800 °C zersetzt sich die Verbindung zu Phosphor(III)-nitrid und Stickstoff.<ref name="Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 789.</ref>

<math>\mathrm{P_3N_5 \longrightarrow 3 \ PN + N_2}</math>

Triphosphorpentanitrid kommt unter normalen Bedingungen in zwei Modifikationen vor.<ref name="DOI10.1021/cm950385y">Wolfgang Schnick, Jan Lücke, Frank Krumeich: Phosphorus Nitride P3N5‚ Synthesis, Spectroscopic, and Electron Microscopic Investigations. In: Chemistry of Materials. 8, 1996, S. 281–286, doi:10.1021/cm950385y.</ref> Die Raumnetzstruktur von α-Triphosphorpentanitrid (monoklin, Raumgruppe Cc (Raumgruppen-Nr. 9)Vorlage:Raumgruppe/9, a = 812,077 pm, b = 583,433 pm, c = 916,005 pm, β = 115,809°<ref>S. Horstmann, E. Irran, W. Schnick: Phosphorus(V) nitride alpha-P₃N₅: Synthesis starting from tetraaminophosphonium iodide and crystal structure determination by synchrotron powder diffractionaus. In: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 624, 1998, S. 620–628, doi:10.1002/(SICI)1521-3749(199804)624:4<620::AID-ZAAC620>3.0.CO;2-K</ref>) aus PN₄-Tetraedern weist Ähnlichkeiten mit den Strukturen von Siliciumdioxid sowie Siliciumnitrid auf. Überraschenderweise tritt in α-Triphosphorpentanitrid jedoch auch eine Kantenverknüpfung von PN₄-Tetraedern auf.<ref name="DOI10.1002/ange.19971091714">Stefan Horstmann, Elisabeth Irran, Wolfgang Schnick: Synthese und Kristallstruktur von Phosphor(V)-nitrid α-P3N5. In: Angewandte Chemie. 109, 1997, S. 1938–1940, doi:10.1002/ange.19971091714.</ref> Die bei hohen Drücken und Temperaturen gewinnbare γ-Form (orthorhombisch, Imm2 (Nr. 44)Vorlage:Raumgruppe/44, a = 1287,2 pm, b = 261,31 pm, c = 440,03 pm<ref>K. Landskron, H. Huppertz, J. Senker, W. Schnick. In: ³¹P-MAS-NMR- und FTIR-Spektroskopie sowie Materialeigenschaften von gamma-(P₃N₅), einer Hochdruckphase von binärem Phosphor(V)-nitrid mit verzerrt quadratischen (PN₅)-Pyramiden und (PN₄)-Tetraedern., Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 628, 2002, S. 1465–1471, doi:10.1002/1521-3749(200207)628:7<1465::AID-ZAAC1465>3.0.CO;2-Y</ref>) besteht aus tetraedrischen PN₄- und tetragonalen PN₅-Einheiten, die über ein Stickstoffatom miteinander verknüpft sind.<ref name="D.E.C. Corbridge" /> Mit Lithiumnitrid reagiert es je nach Mischungsverhältnis und Temperatur zu verschiedenen salzartigen Nitridophosphaten wie Li₇PN₄, Li₁₂P₃N₉ oder Li₁₀P₄N₁₀.<ref name="Ralf Steudel" />

Einzelnachweise

<references />