Полимерные кислоты фосфора. Галогениды и оксогалогениды, их получение и свойства. Применение фосфора и его соединений.

Конденсированные (полимерные) фосфорные кислоты подразделяются на полифосфорные с линейным строением фосфатаниона общей формулы Hn+2PnO3n+1, метафосфорные с циклическим строением фосфатаниона общей формулы (HPO3)n и ультрафосфорные кислоты, имеющие разветвленную, сетчатую структуру. Наибольшее практическое значение имеют полифосфорные кислоты. Из полифосфорных кислот наиболее полно изучена дифосфорная (пирофосфорная) кислота H4P2O7, выделенная в кристаллическом виде в двух формах с температурами плавления 54, 3 С и 71, 5 С. Пирофосфорная кислота четырёхосновна. Три- и тетраполифосфорные кислоты выделены в виде разбавленных растворов. Полифосфорные кислоты - полиэлектролиты. Циклические метафосфорные кислоты (например, H3P3O9, H4P4O12) представляют собой сильные кислоты. Ультрафосфорные кислоты мало изучены.

Конденсированные Фосфорные кислоты получают дегидратацией ортофосфорных кислот, гидратацией фосфорного ангидрида соответствующим количеством воды, а также путем ионного обмена из соответствующих конденсированных фосфатов. Применяют в основном для производства высококонцентрированных фосфорных удобрений, в качестве катализаторов при получении нефтепродуктов и в органическом синтезе, для производства различных полифосфатов.

Галогениды фосфора, соединения фосфора с галогенами, из которых важны и хорошо изучены тригалогениды PX₃. Известны, но менее изучены моногалогениды PX (например, PCl, PBr); дигалогениды P₂X₄ (например, P₂C₄, P₂F₄); смешанные галогениды фосфора типа PFCl₂, PF₃Cl₂; полигалогениды, содержание галогена в которых более пяти (например, PBr₇, PCl₆I), и оксигалогениды (например, POCl₃, POF_з).

Галогениды фосфора чрезвычайно реакционноспособны, причём химическая активность уменьшается от фторидов к иодидам; в вакууме перегоняются без разложения, водой легко гидролизуются. Галогениды фосфора способны образовывать соединения типа PCl₃× 5NH₃ в безводных средах: PF₃, PCl₃, PBr₃; пентагалогениды PX₅: PF₅, PCl₅, PBr₅.

Из галогенидов фосфора наиболее изучены трихлорид и пентахлоридфосфора.
Трихлорид фосфора (трёххлористый фосфор) PCl₃, бесцветная жидкость, t _пл. – 93, 6 °С, t _кип76, 1 °C, плотность 1, 575 г/см³ при 20 °С; растворим в эфире, бензоле, хлороформе, сероуглероде, четырёххлористом углероде. Легко гидролизуется, образуя фосфористую и соляную кислоты. Получают хлорированием белого фосфора в растворе PCl₃ (в лабораторных условиях белый фосфор заменяют красным). Используют для синтезафосфорорганических соединений. PCl₃ токсичен, вызывает ожоги, раздражает глаза, дыхательные пути.

Пентахлорид фосфора (пятихлористый фосфор) PCl₅, зеленовато-белые кристаллы, t _пл 167 °С (в запаянной трубке), плотность 2, 11 г/см³, легко сублимируется, растворим в четырёххлористом углероде и сероуглероде, в воде гидролизуется с образованием оксихлорида POCl₃ и соляной кислоты. Получают хлорированием PCl₃. Используется в основном как хлорирующий реагент в органическом синтезе. PCl₃ токсичен.

Оксихлорид фосфора — неорганическое соединение с формулой POCl₃, бесцветная жидкость, дымит на воздухе. В холодной воде и спирте разлагается.

Хорошо растворяется в бензоле, хлороформе, сероуглероде, четыреххлористом углероде.

Дымит на воздухе вследствие разложения водяными парами с образованием фосфорной кислоты и хлороводорода:

Реагирует с щелочами:

Используется для получения других оксигалогенов фосфоров:

Получение:

· Действие хлористого водорода на оксид фосфора:

· Действие хлорида фосфора на оксид фосфора:

· Окисление кислородом трихлорида фосфора:

· Разложение пентахлорида фосфора: