X-P-X鍵角在100°左右。因為分子內磷原子有-對未共享電子,所以三鹵化磷顯不飽和性質。它們容易與氧或硫反應面形成三鹵氧化磷POX?和三鹵硫化磷PSX?,例如:
不過,這些作用雖然皆是放熱的,并進行很慢,一般需要使用催化劑或加高溫度。三鹵化磷與鹵素直接加合而生成五鹵化磷。至于水解作用,鹵素的電負性愈高,則作用進行得愈容易。
五碘化磷不穩(wěn)定,可能是由于碘原子較大,在磷原子周圍不易容納的緣故。
五鹵化磷,與三鹵化磷相同,易于水解,但反應分兩步進行,先形成三鹵氧化磷,然后進一步水解成磷酸:
PX?+H?O=POX?+2HX
POX?+3H?O=H?PO?+3HX
五氟化磷對熱穩(wěn)定。五氯化磷可逆地分解為三氯化磷和氯,在300°C以上分解完全。五溴化磷即合在液態(tài)時也有一部分分解。五碘化磷不易制備。五氟化磷與氟離子絡合而產生格離子[PF?]?。
二、磷的氧化物
磷的燃燒產物是五氧化二磷P?O?。若氧的供應不足,則磷即燃燒而成三氧化二磷P?O?。所謂四氧化二磷P?O?,可看作是三氧化二磷和五氧化二磷的混合物。
五氧化二磷P?C?或P?O??是磷酸H?PO?的酐,故又稱為磷酐。三氧化二磷P?O?或P?O?,是亞磷酸H?PO?的酐,又稱為亞磷酐。此外,磷還形成次磷酸和連二磷酸。但這兩個酸的酐尚未知。
1.三氧化二磷P?O?或P?O?
這個化合物的分子在氣態(tài)和在溶液中皆是P?O?,它的結構可用下圖表示:
四個磷原子構成一個四面體,在四面體的每邊的稍外 點上各有一個氧原子。這個氧化物在23.8°C熔化,佛點為175.4°。液體不導電。熱至210°C以上,它就逐漸分解為磷和四氧化二磷:
2P?O?=2P+3P?O?
P?O?在空氣流內加熱即轉變?yōu)镻?O??,在平常溫度時也發(fā)生氧化作用,不過比較慢。低壓時,在這種氧化作用進行時,有磷光發(fā)生。三氧化二磷與冷水作用極慢,形成亞磷酸,與熱水則有劇烈作用,產生膦和磷酸:
P?O?+6H?O=PH?+3H?PO?
與氯化氬反應產生三氯化磷和亞磷酸:
P?O?+6HCI=2H?PO?+2PCl?
2.五氧化二磷P?O?或P?O??
根據蒸氣密度的測定證明五氧化物的正確分子式應為P?O??,其秸構式如下圖所表示:
故P?O??分子結構與P?O?相同,只是在每個磷原子上多秸合了一個氧原子。每個磷原子周圍有四個氧原子組成一個四面體,其中三個氧原子是與其他三個四面體共用。
磷酐是將磷在充分的空氣中或氧中燃燒而制得,為白色雪花狀六角晶體,由P?O??分子所構成,在358.9°C升華,若在壓力下,加熱至較高的溫度,晶體就轉變?yōu)闊o定形玻璃狀體,在565.6°C時 熔化。六方晶體在平常情況下穩(wěn)定,加熱到400°—500°C即轉化為正交晶的變體,由P?O??的環(huán)狀聚合體構成。加熱至更高溫度,就出現第三種變體,即正方晶體,它似由P?O??的皺片狀的聚合體構成。所有這些固體皆與水作用,先生成偏磷酸,然后生成焦磷酸,最后形成正磷酸。由于磷酐對水有很強的親合力,在空氣中吸收濕氣而迅速潮解。因此,它常用作為氣體和液體的干燥劑。它甚至能從其他物質中奪取化合狀態(tài)的水,例如,可使硫酸和硝酸脫水變?yōu)榱螋拖豸?
P?O??+6H?SO?=6SO?+4H?PO?
P?O??+12HNO?=6N?O?+4H?PO?
因此,無臨在實驗室內或在生產中制備菜些化合物時都要用到它。