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Phosphor

Wasserstoff-Verbindungen

Wasserstoff-Verbindungen des dreibindigen Phosphors (Phosphane, frühere Bezeichnung: Phosphine) entstehen durch Behandeln der Phosphide elektropositiver Metalle mit verdünnten Säuren oder durch Einwirkung von Alkalilauge auf weißen Phosphor unter Erwärmen:

P4+ 3NaOH+ 3H2O 3NaH2PO2+ PH3

Als Hauptprodukt bildet sich dabei Monophosphan, PH3, neben geringen Mengen an Diphosphan, P2H4. Die Trennung erfolgt durch fraktionierte Destillation und Kondensation.

Weitere, meist instabile, höhere Phosphane der allgemeinen Zusammensetzung P n H n+m mit kettenförmig, cyclisch oder käfigartig verknüpften Phosphor-Atomen sind bekannt.

Eine den Pentahalogeniden, PX5, entsprechende Wasserstoff-Verbindung mit fünfbindigem Phosphor (Phosphoran), PH5, existiert nicht, aber Derivate, in denen die Wasserstoff-Atome des Phosphorans teilweise oder vollständig durch andere Gruppen ersetzt sind, z.B. H3PF2, HPF4.

Monophosphan ist ein farbloses Gas (Siedepunkt: -88 °C), von knoblauchartigem Geruch, hochentzündlich und stark giftig (Gefahrensymbole: F+, T+, N). Phosphan ist im flüssigen Zustand im Gegensatz zu Ammoniak nicht assoziiert und nur wenig in Wasser löslich. PH3 zersetzt sich wie Ammoniak bei erhöhter Temperatur in die Elemente, eine Reaktion, die z.B. beim Dotieren von Halbleiter-Silicium mit Phosphor genutzt wird. Mit Halogenwasserstoffen, HX, bildet Monophosphan Phosphoniumsalze, PH4X, die aber wesentlich unbeständiger als die entsprechenden Ammoniumsalze, NH4X, sind:

PH3+ HI PH4I

Mit Wasser oder Lauge wird aus Phosphoniumsalzen sofort PH3 freigesetzt:

PH4I+ H2O PH3+ H3O++ I

Diese Reaktion dient auch zur Reindarstellung von Monophosphan, das u.a. zur Herstellung von lichtemittierenden Dioden und in der organischen Synthesechemie Verwendung findet.

Vom PH3 leiten sich sowohl anorganische Derivate der Form PX3 (X - z.B. Halogen, OR, NR2) wie auch organisch substituierte Verbindungen, PH 3-n R n , ab (siehe Wittig-Reaktion).

Diphosphan, P2H4, ist eine farblose, selbstentzündliche Flüssigkeit. Beim Stehen disproportioniert P2H4 unter Bildung gelber, flüssiger bis fester höherer Phosphane und PH3. Diphosphan bildet keine Salze.

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