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词条 五氯化磷
释义

§ 结构

五氯化磷

固态时五氯化磷的结构单元可以写作PCl4+ PCl6− ,氯化铯型晶体结构,两个离子分别为四面体和八面体结构,阳离子中的磷原子为sp3杂化,阴离子中的磷为sp3 d2 杂化。气态和液态的五氯化磷为单分子结构,分子呈三角双锥形,与VSEPR理论所预测的一致。

溶液中的分子结构与浓度和溶剂有关。溶于极性溶剂(如硝基甲烷、硝基苯)时,五氯化磷发生自偶电离,在稀溶液中的主要反应为:,

浓度较高时的主要反应为: ,

溶于非极性溶剂(如二硫化碳、四氯化碳、苯)时,五氯化磷不发生电离,仍以PCl5的形式存在。

溶液中PCl5曾被认为以二聚体存在(P2Cl10),但来曼系光谱的数据否定了这个假说。

五氯化磷中超价的磷原子可用三中心四电子键解释。

§ 制备方法

五氯化磷可通过三氯化磷的氯化制备。该方法2000年生产了大约一万吨的五氯化磷。,

180℃时,PCl5与PCl3和Cl2构成平衡,PCl5的解离度大约为40%。 因此PCl5的样品中经常含有氯气,也因此常带绿色。

§ 水解

PCl5与水剧烈反应,生成氯化氢和含氧磷化合物。部分水解的产物为三氯氧磷: ,

在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸: ,

§ 其它反应

五氯化磷是常用的氯化剂。

对有机化合物的氯化

五氯化磷在有机合成中有两类反应比较重要:一是将C-H键转化为C-Cl键的反应,二是将C-OH键转化为C-Cl键的反应。一些常见的反应如下:

1、将羧酸转化为酰氯、将醇转化为相应的氯代烷。目前实验室中做此类反应时,比较常用的是氯化亚砜,因为副产物二氧化硫是气体,比五氯化磷的副产物(固体POCl3)容易分离得多。

2、五氯化磷、三氯化磷与硫酰氯都可以用作Cl2的来源,但在实验室中,硫酰氯比五氯化磷用途广泛,因为气态的二氧化硫很容易与产物分离。

3、与叔胺(如N,N-二甲基甲酰胺)反应,生成Vilsmeier试剂([(CH3)2NCClH]Cl)。此类试剂可用于甲酰化反应合成苯甲醛的衍生物,或转化醇为相应的氯代烃。

4、五氯化磷比较特殊的反应是,它可以氯化烯丙基位和苄基位的C-H键,将其转化为C-Cl,而且也可将C=O转化为偕二氯代物(>CCl2)。

5、与苯乙烯反应水解后可得亚磷酸的衍生物。该反应体现了五氯化磷的亲电特征对

无机化合物的氯化

与其在有机反应中的应用类似,五氯化磷已被氯化亚砜取代。五氯化磷与五氧化二磷反应,生成三氯氧磷: ,

可氯化二氧化氮为硝酰氯: ,

也可作为合成六氟磷酸锂的前体。后者是锂离子电池中的电解质。 ,

§ 五氯化砷和五氯化锑

AsCl5 和 SbCl5 都采取三角双锥结构。相关的键长数据分别为:211pm(As-Cleq),221pm(As-Clax),227pm(Sb-Cleq)和233.3pm(Sb-Clax)。 低温下 SbCl5 为二聚体,双八面体的 Sb2Cl10,与五氯化铌类似。

§ 性状

白色至浅黄色结晶块。有刺激性不愉快的气味。发烟。易潮解。约在100℃升华,不熔融。遇水水解,生成磷酸和氯化氢。遇醇类生成相应氯化物。溶于二硫化碳和四氯化碳。相对密度3.6。熔点148℃(加压下)。沸点160℃。低毒,半数致死量(大鼠,经口)660mg/kg。有腐蚀性。

§ 储存

密封阴凉干燥保存。

§ 用途

制造乙酰纤维素的催化剂。以氯置换化合物中的羟基,特别是由酸转化为酰氯。测定羟亚甲基。

§ 安全

五氯化磷会剧烈水解生成氯化氢和氯气,因此使用五氯化磷要注意安全。

§ 安全措施

贮于阴凉、干燥、通风处。与食用化学品、金属粉末、酸类分储。用水彻底冲洗身体接触部位。误食,用水漱口,就医。

§ 对环境的影响

一、健康危害

侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。

健康危害:其蒸气与烟尘可引起眼结膜刺激症状。刺激咽喉引起灼痛、失音或吞咽困难,并可引起支气管炎、肺炎与肺水肿。

二、毒理学资料及环境行为

毒性:属中等毒类。

急性毒性:LD50660mg/kg(大鼠经口);LC50205mg/m3(大鼠吸入)

危险特性:遇水发热、冒烟甚至燃烧爆炸。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化磷、磷烷。

§ 实验室监测方法

分光光度法

§ 环境标准

前苏联 车间空气中有害物质的最高容许浓度 0.2mg/m3

§ 应急处理处置方法

泄漏应急处理

隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触,避免扬尘,小心扫起,逐次以小量加入大量水中,静置,稀释液放入废水系统。如果大量泄漏,最好不用水处理,在技术人员指导下清除。

防护措施

呼吸系统防护:空气中浓度超标时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

防护服:穿工作服(防腐材料制作)。

手防护:戴橡皮手套。

其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。

§ 急救措施

皮肤接触:尽快用软纸或棉花等擦去毒物,继之用3%碳酸氢钠液浸泡。然后用水彻底冲洗。就医。

眼睛接触:尽快用软纸或棉花等擦去毒物,然后用水彻底冲洗。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。

食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。

灭火方法:干粉、砂土。禁止用水。[1]

§ 管制信息

五氯化磷(*)(XZ)

本品根据《监控化学品管理条例》及其实施细则,本品属第三类监控化学品,生产和进出口受国家禁化武办(国家工信部)管制;根据《危险化学品安全管理条例》,本品属第八类危险化学品,生产受安全生产监督管理部门管制。

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更新时间:2024/12/19 6:01:25