Nitruro di fosforo

Nitruro di fosforo
Struttura 2D di Lewis della molecola PN
Struttura 2D di Lewis della molecola PN
Struttura 3D sfere-stecche della molecola PN
Struttura 3D sfere-stecche della molecola PN
Struttura 3D van de Waals della molecola PN
Struttura 3D van de Waals della molecola PN
Nome IUPAC
Azanilidinfosfano[1][2]
Nomi alternativi
Mononitruro di fosforo
Pentanitruro di fosforo
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareNP
Massa molecolare (u)44.98[3]
AspettoPolimero incolore.
Numero CAS17739-47-8 Immagine_3D
PubChem117441
SMILES
N#P
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)104.78[4]
S0m(J·K−1mol−1)211.14[4]
Indicazioni di sicurezza
Frasi H--- [5]
Consigli P---[5]
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Il nitruro di fosforo è un composto inorganico con formula chimica PN. Contiene solo fosforo e azoto, questa molecola viene classificata come un nitruro binario con un triplo legame.

È stato il primo composto del fosforo ad essere scoperto nel mezzo interstellare.[6] Questa molecola inoltre è stata rivelata nell'atmosfera di Giove e Saturno.[7]

Struttura

Per la differenza di elettronegatività (0,4 < Δχ = 0,9 < 1,9) tra i due elementi il legame è di tipo covalente polare e quindi con una percentuale di legame ionico. La distanza del legame nella molecola è 149,1 pm e corrisponde al valore calcolato per un triplo legame (150 pm).[8]

La forma monomerica esiste solo a temperature più elevate. Mentre la forma polimerica è probabilmente costituita da lunghe catene, i cui orientamenti spaziali sono molto diversi. La PN forma polimeri incolori. Sono anche noti polimeri da gialli a marroni con un eccesso di azoto, la cui stechiometria si trova tra PN e P3N5.[9]

Sintesi, esperimenti e teoria

Il nitruro di fosforo reagisce con altre molecole dovuto alla sua energia di dissociazione bassa (rispetto l'N2) e al suo piccolo momento di dipolo elettrico (per la molecola N2 il momento di dipolo è 0 D).

Il pentanitruro di trifosforo si decompone a 800 °C in PN ed N2.[8]

P 3 N 5 ⟶ N 2 + 3 PN {\displaystyle {\ce {P3N5 -> N2 + 3 PN}}}

Il monomero PN è metastabile subendo una disproporzione in P2 e N2:

2 PN ⟶ N 2 + P 2 + 196 kJ {\displaystyle {\ce {2 PN -> N2 + P2 + 196 kJ}}}

Diverse reazioni sono state condotte in laboratorio tra cui riportiamo le due seguenti:[10][11]

P + ⋅ N 3 ⟶ N 2 + PN {\displaystyle {\ce {P + *N3 -> N2 + PN}}}
P + NO ⟶ PN + O ⋅ {\displaystyle {\ce {P + NO -> PN + O*}}}

Inoltre recentemente è stato condotto un ampio studio di riferimento sulle proprietà strutturali, elettroniche e spettrali secondo la HF, la DFT ed anche la tecnica CCSD.[12]

Note

  1. ^ (EN) Nomenclature of Inorganic Chemistry (IUPAC Recommendations 2005). 6ed, Cambridge (UK), RSC/IUPAC (2005). ISBN 0-85404-438-8. Versione elettronica.
  2. ^ (EN) PubChem Compound, Phosphorous nitride - Compound Summary, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov, National Center for Biotechnology Information, 8 Agosto 2005. URL consultato il 3 Marzo 2020.
  3. ^ (EN) IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights., Atomic weights of the elements 2017, su Queen Mary University of London.
  4. ^ a b (EN) Chase, M.W., Jr., NIST-JANAF Themochemical Tables 4°ed, in J. Phys. Chem. Ref. Data, Monografie 9, 1998, pp. 1-1951.
  5. ^ a b (IT) Questa sostanza non è stata ancora classificata in termini di pericolosità o una fonte attendibile e stimabile non esiste.
  6. ^ (EN) Turner B. E.; John Bally, Detection of interstellar PN - The first identified phosphorus compound in the interstellar medium, in Astrophys. J., vol. 321, n. 1, 1987, pp. L75-L79, Bibcode:1987ApJ...321L..75T, DOI:10.1086/185009.
  7. ^ (EN) Viana Rommel B.; Priscila S.S. Pereira, A quantum chemical study on the formation of phosphorus mononitride, in Chem. Phys., vol. 363, n. 1-3, 2009, pp. 46-58, Bibcode:2009CP....363...49V, DOI:10.1016/j.chemphys.2009.07.008.
  8. ^ a b (EN) A. F. Holleman E. Wiberg, Inorganic Chemistry, a cura di N. Wiberg, traduzione di M. Eagleson e W. Brewer, San Diego/Berlino, Academic Press/De Gruyter, 2001, ISBN 0-12-352651-5.
  9. ^ (DE) Meyer, R.J., Phosphor: Teil C. Die Verbindungen des Phosphors, in Gmelin Handbook of Inorganic and Organometallic Chemistry, 8ª ed., Berlin, Heidelberg, Springer, 2013, ISBN 9783662115510.
  10. ^ (EN) Henshaw, T.L.; MacDonald, M.A.; Stedman, D.H.; Coombe, R.D., The P(4Su) + N3(2πg) reaction: Chemical generation of a new metastable state of PN, in J. Phys. Chem., vol. 91, n. 11, 1987, pp. 2838-2842, DOI:10.1021/j100295a037.
  11. ^ (EN) Clyne, Michael A. A.; Ono, Yoko, Kinetic studies of ground-state phosphorus atom, in J. Chem. Soc., vol. 78, n. 8, 1982, pp. 1149-1164, DOI:10.1039/F29827801149.
  12. ^ (EN) Kupka, Teobald; Leszczyńska, Małgorzata; Ejsmont, Krzysztof; Mnich, Adrianna; Broda, Małgorzata; Thangavel, Karthick; Kaminský, Jakub, Phosphorus mononitride: A difficult case for theory, in Int. J. Quantum Chem., vol. 119, n. 24, 2019, DOI:10.1002/qua.26032.

Voci correlate

  • Pentanitruro di trifosforo

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V · D · M
Sali e derivati covalenti dello ione nitruro
NH3 He(N2)11
Li3N Be3N2 BN β-C3N4
g-C3N4 		N2 NxOy NF3 Ne
Na3N Mg3N2 AlN SiN PN
P3N5 		SxNy
SN
S4N4 		NCl3 Ar
K3N Ca3N2 ScN TiN VN CrN
Cr2N 		MnxNy FexNy CoN Ni3N CuN Zn3N2 GaN Ge3N4 As Se NBr3 Kr
Rb3N Sr3N2 YN ZrN NbN β-Mo2N Tc Ru Rh PdN Ag3N CdN InN Sn Sb Te I Xe
Cs3N Ba3N2 * Hf3N4 TaN WN Re Os Ir Pt Au Hg3N2 TlN Pb BiN Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
↓
* La CeN Pr Nd Pm Sm Eu GdN Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa UN Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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