Chemie der Nichtmetalle, Kap. 6.1

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Inhalt

1. Einleitung

2. Wasserstoff

3. Edelgase

4. Halogene

5. Chalkogene

6. Pentele

7. Tetrele

8. Bor

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Vorlesung Chemie der Nichtmetalle

6. Pnicogene (Pentele): N, P, As

6.6. Phosphor-Stickstoff-Verbindungen

Binäre Verbindungen

P₃N₅ bildet eine komplizierte Raumnetzstruktur und ist das Endglied der Kondensation der Nitridophosphate (vgl. Silicate -> SiO₂ oder Phosphate -> P₂O₅).

Nitrido-Phosphate

Nitrido-Phosphate sind ternäre P-N-Verbindungen mit elektropositiven Elementen, in denen PN₄-Tetraedern, meist über Ecken verknüpft, vorliegen. Nach Kondensationsgrad:

Li₇PN₄ enthält isolierte Anionen PN₄^7-
Die Struktur von Ca₂PN₃ besteht aus eckverknüpften Tetraeder wie in Kettensilicaten.
Li₁₀P₄N₁₀ enthält die Anionen P₄N₁₀^10- die strukturell dem P₄O₁₀ entsprechen.
LiPN₂ hat β-Cristobalit-Struktur.
Die weitere Kondensation führt über Zeolith-Analoga zum Endglied P₃N₅ (grün: PN_2/2N_2/3; rot: PN_2/2N_2(2/3)).

Ternäre Verbindungen mit elektronegativen Elementen

Wichtige P-N-Verbindungen mit elektronegativen Bindungspartnern sind die Phosphazene. Diese Verbindungen enthalten allgemein die Baugruppe: -N=P^-. Die wichtigsten Verbindung sind:

Zur Darstellung von Phosphornitriddichlorid (NPCl₂)_n) wird die Reaktion von Phophorpentachlorid mit Ammoniumchlorid genutzt: n PCl₅ + n NH₄Cl ⟶ (-N=PCl₂-)_n + 4 n HCl Je nach n treten andere Strukturen und Eigenschaften auf:
- Die Verbindung mit n=3 bildet ebene 6-Ringe mit PNP-Dreizentrenbindung. Die beiden Cl-Atome sind am am Phosphor gebunden, der Schmelzpunkt ist 113 ^oC.
- Auch die Verbindungen mit n=4-8 sind einfache Moleküle, die
- nach Erhitzen auf 300^oC zu kautschukartigen, aber hydrolyseempfindlichen Polymeren kondensieren, die spiralige Ketten mit n ca. 15 000 enthalten.
Durch Substituion von Cl gegen F, Br, SCN, NR₂, CH₃ oder OR lassen sich auch hydrolysestabile, gummielastisch bis glashart Polymere erhalten, die für Fasern, Gewebe, Folien, Schläuche und Röhren verwendet werden können.

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