En química, un fosfuro es un compuesto que contiene el ion P 3− o su equivalente. Se conocen muchos fosfuros diferentes, con estructuras muy diferentes. [1] Los más comunes son los fosfuros binarios, es decir, aquellos materiales que consisten solo en fósforo y un elemento menos electronegativo. Numerosos son los polifosfuros, que son sólidos que consisten en cadenas aniónicas o grupos de fósforo. Se conocen fosfuros con la mayoría de los elementos menos electronegativos con la excepción de Hg , Pb , Sb , Bi , Te y Po . [2] Finalmente, algunos fosfuros son moleculares.
Los fosfuros binarios incluyen fósforo y otro elemento. Un ejemplo de un fosfuro del grupo 1 es el fosfuro de sodio ( Na 3 P ). Otros ejemplos notables incluyen el fosfuro de aluminio ( AlP ) y el fosfuro de calcio ( Ca 3 P 2 ), que se utilizan como pesticidas, explotando su tendencia a liberar fosfina tóxica tras la hidrólisis. El fosfuro de magnesio ( Mg 3 P 2 ) también es sensible a la humedad. El fosfuro de indio ( InP ) y el fosfuro de galio ( GaP ) se utilizan como semiconductores, a menudo en combinación con arseniuros relacionados . [3] El fosfuro de cobre ( Cu 3 P ) ilustra una estequiometría poco común para un fosfuro. Estas especies son insolubles en todos los disolventes: son polímeros tridimensionales en estado sólido. Para aquellos con metales electropositivos, los materiales se hidrolizan:
Los polifosfuros contienen enlaces P−P . Los polifosfuros más simples serían derivados de P4−
2Los aniones libres rara vez se encuentran porque son muy básicos. La mayoría de los miembros siguen la regla del octeto.
Los polifosfuros bien estudiados son derivados de P 7 3- . [4]
La nomenclatura de los polifosfuros puede ser engañosa. Como se confirma mediante cristalografía de rayos X, el trifosfuro de estaño y el trifosfuro de germanio no son trifosfuros, sino hexafosfuros . Consisten en subunidades de ciclo-P66- rizadas . [ 5 ] Otro ejemplo de nomenclatura engañosa es el "pentafosfuro de torio", que consiste en un polifosfuro polimérico relacionado con el fósforo de Hittorf . [6]
Varios polifosfuros contienen el grupo P3−
11iones y aniones de cadena polimérica (por ejemplo, la helicoidal (P−
)
norteion) y láminas complejas o aniones tridimensionales. [7] La gama de estructuras es extensa. El potasio tiene nueve fosfuros: K 3 P , K 4 P 3 , K 5 P 4 , KP , K 4 P 6 , K 3 P 7 , K 3 P 11 , KP 10.3 , KP 15 . También existen ocho mono y polifosfuros de níquel : ( Ni 3 P , Ni 5 P 2 , Ni 12 P 5 , Ni 2 P , Ni 5 P 4 , NiP , NiP 2 , NiP 3 ). [2]
Dos iones de polifosfuro, P4−3
encontrado en K
4PAG
3y P5−
4que se encuentran en K 5 P 4 , son aniones radicales con un número impar de electrones de valencia . [2]
Existen muchas formas de preparar compuestos de fosfuro. Una forma común implica calentar un metal y fósforo rojo (P) en condiciones atmosféricas inertes o al vacío. En principio, todos los fosfuros y polifosfuros metálicos se pueden sintetizar a partir de fósforo elemental y el elemento metálico respectivo en formas estequiométricas. Sin embargo, la síntesis es complicada debido a varios problemas. Las reacciones exotérmicas a menudo son explosivas debido al sobrecalentamiento local. Los metales oxidados, o incluso solo una capa oxidada en el exterior del metal, provocan temperaturas extremas e inaceptablemente altas para el inicio de la fosforación. [8] Las reacciones hidrotermales para generar fosfuros de níquel han producido compuestos de fosfuro de níquel puros y bien cristalizados, Ni 2 P y Ni 12 P 5 . Estos compuestos se sintetizaron a través de una reacción sólido-líquido entre NiCl 2 ·12H 2 O y fósforo rojo a 200 °C durante 24 y 48 horas, respectivamente. [9]
Los fosfuros metálicos también se producen por reacción de tris(trimetilsilil)fosfina con haluros metálicos. En este método, el haluro se libera como cloruro de trimetilsililo volátil .
Se ha informado de un método para la preparación de K 2 P 16 a partir de fósforo rojo y etóxido de potasio . [10]
Los compuestos con enlaces triples entre un metal y el fósforo son poco frecuentes. Los principales ejemplos tienen la fórmula Mo(P)(NR 2 ) 3 , donde R es un sustituyente orgánico voluminoso. [11]
Se conocen muchos organofosfuros. Los ejemplos más comunes tienen la fórmula R 2 PM donde R es un sustituyente orgánico y M es un metal. Un ejemplo es el difenilfosfuro de litio . El grupo Zintl P 3−
7Se obtiene con diversos derivados de metales alcalinos.
El mineral schreibersita (Fe,Ni) 3 P es común en algunos meteoritos.