Fosfuri

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Inchimica,unfosfuroè un qualsiasi anione difosforomono o poliatomico (PnoPnm),[1]e ifosfurisono i composti del fosforo con elementi menoelettronegatividel fosforo, tipicamente i metalli (M).[2]Sono noti più di 500 fosfuribinari,con stechiometrie diversissime che possono andare tra M15P2a MP15.Fanno eccezione gli elementiHg,Pb,Bi,TeePo,dei quali non sono noti composti binari con il fosforo. Sono inoltre noti anche innumerevoli fosfuri ternari e più complessi.[2][3][4]

Esistono vari modi per preparare fosfuri.[2][4]Il metodo più generale è la sintesi diretta a partire dagli elementi: si scaldano ad alta temperatura il metallo efosforo rossonei rapporti desiderati in atmosfera inerte:

nM +mP → MnPm

I fosfuri dei metalli si possono preparare anche tramiteelettrolisidi sali fusi di ossidi metallici in presenza di carbonio e fosfati. Tra le altre possibilità, si può sfruttare la reazione dellafosfinacon metalli o loro sali, ad esempio:

2 PH3+ 4 Ti2 Ti2P + 3 H2

o la riduzione con carbonio di fosfati, ad esempio:

Ca3(PO4)2+ 8 CCa3P2+ 8 CO

A seconda del rapporto stechiometrico metallo/fosforo (M/P) i fosfuri binari sono spesso classificati secondo le seguenti tre categorie.[2][5]

Fosfuri ricchi di metallo (M/P > 1)

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Un atomo di fosforo (viola) al centro di una struttura prismatica (6 atomi grigio chiaro). Aggiungendo progressivamente gli atomi grigio scuro si arriva a un totale di nove atomi attorno al fosforo centrale.

Questi composti sono solidi con aspetto lucente; in genere sono duri, fragili, chimicamente inerti e refrattari, con conducibilità termica ed elettrica simile a quella del metallo costituente. Esiste una vasta gamma di stechiomerie possibili; alcuni esempi sono M15P2,M4P, M12P5,M7P3,M7P4,M3P2,M5P4,M6P5.Le strutture di queste specie sono in genere descritte a partire da atomi di fosforo al centro di una struttura prismatica, circondati da 6-9 atomi metallici (vedi figura).[2][5]

Monofosfuri (M/P = 1)

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Le strutture dei monofosfuri dipendono in genere dalle dimensioni relative di M e P. Ad esempio,AlPcristallizza con lastruttura tipo ZnSdove il fosforo è tetracoordinato, SnP hastruttura tipo NaClcon il fosforo coordinato ottaedricamente e VP ha struttura tipo NiAs dove il fosforo ha coordinazione prismatica trigonale.[2][5]

Fosfuri ricchi di fosforo (M/P < 1)

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Struttura dell'anione P73–.
Struttura dell'anione P113–.

Sono composti meno stabili rispetto alle due categorie precedenti. In genere sono composti a bassopunto di fusionecon proprietà elettriche dasemiconduttori.Anche in questa tipologia esiste una vasta gamma di stechiomerie possibili; alcuni esempi sono M3P4,M2P3,MP2,M2P5,MP3,M3P14,MP5,M2P16,MP15.Al crescere della quantità di fosforo contengono concatenazioni di atomi di fosforo sempre più complesse, a partire dal semplice legame P-P fino ad arrivare a reticoli polimerici. Alcuni esempi semplici sono Li3P7che contiene l'anione P73–e Na3P11che contiene l'anione P113–.[2]

La reattività dei fosfuri può essere molto varia, spaziando da composti che si idrolizzano rapidamente a composti attaccabili solo conacido nitricoebromo.[3]Imetalli alcalini,alcalino-terrosie ilantanoidiformano in genere fosfuri di tipoionico,che reagiscono in acqua liberando fosfina.[4]

AlPeMg3P2sono usati come disinfestanti, dato che a contatto con acqua rilasciano fosfina. AlP,Ca3P2eZn3P2sono usati comerodenticidi.GaPeInPsono importanti comesemiconduttori.Fosfuri di ferro, rame e stagno sono usati inmetallurgiaper regolare il contenuto in fosforo dileghe metallicheo come additivi per saldature.[4]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza

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I fosfuri vanno maneggiati con attenzione dato che a contatto con l'aria possono incendiarsi, e a contatto con acqua o umidità possono rilasciare fosfina.

Collegamenti esterni

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