Foszfor-monoxid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Foszfor-monoxid
Más nevek oxofoszfanil, oxidofoszfor(•), foszforil
Kémiai azonosítók
CAS-szám 14452-66-5
PubChem 6857426
ChemSpider 5256764
ChEBI 29315
SMILES
O=[P]
InChIKey LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N
Gmelin 416
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet PO
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A foszfor-monoxid instabil szervetlen gyök, képlete PO.[2]

A foszfor-monoxid egyike az űrben észlelt kevés foszforvegyületnek. További, az űrben talált foszforvegyületek a PN, a PC, a PC2, a HCP és a PH3. A VY Canis Majoris csillag körüli héjában és az AFGL 5142 csillagbölcsőben is észlelték. A vegyület feltehetően eleinte csillagbölcsőkben jött létre, majd csillagközi üstökösök szállították az űrben, illetve a korai Földre.[2][3][4]

A foszfor-monoxid szerepet játszik a foszfor fénykibocsátásában.

Felfedezése[szerkesztés]

1894-ben W. N. Hartley egy foszforvegyület ultraibolya sugárzásáról számolt be, ezt később Geuter fejtette ki bővebben. Ennek forrásáról ismert volt, hogy a spektrumvonalak és -sávok a foszforhoz tartoznak, de pontos természete ismeretlen volt. 1927-ben H. J. Emeléus és R. H. Purcell meghatározták, hogy az oxid foszfor-monoxid volt.[5]

A foszfor-monoxid feltehetően a csillagközi felhőkben leggyakoribb foszfortartalmú vegyület.[6] A foszfort 1998-ban azonosították nagy mennyiségben jelen lévő elemként, miután a kutatók mintegy 3·10−7 P/H arányt találtak. Azonban kevés foszfortartalmú molekulát találtak kevés forrásban; a foszfor-nitridet (PN) és a CP gyököt az IRC +10215 szénben gazdag burkában észlelték 1987-ben. Ez alapján feltételeztek további foszforvegyületeket a csillagközi felhőkben. A VY Canis Majoris (VY CMa) oxigénben gazdag héját vizsgálva észleltek foszfor-monoxidot. Ezt az Arizonai Rádióobszervatóriumhoz (ARO) tartozó Heinrich Hertz Szubmilliméteres Távcső (SMT) azonosította. A távcső azonosítani is tudta a PO rotációs frekvenciáit. Az ARO SMT meg tudta mérni a PO rotációs átmeneteit, J=5,5→4,5 esetén 240, J=6,5→5,5 esetén 284 GHz frekvencia volt az eredmény a fejlett csillag felé, ezek mindegyikében volt lambda-dublett. A PO észlelése óta azt több csillagközi felhőben is megtalálták, és nagy mennyiségben van jelen oxigénben gazdag héjakban.[7]

Keletkezés[szerkesztés]

A PO foszfor oxigénben vagy ózonban való égésekor jön létre. Forró lángokban átmeneti anyag, nemesgáz mátrixban kondenzálható.[8] A PO nemesgáz mátrixban a P4S3O fotolízisekor is keletkezik.[9]

A Földön a foszfor-monoxid foszforsav lángba helyezésével tanulmányozható. A kereskedelemben kapható acetilén tartalmaz foszfint, így az oxigén–acetilén lángban PO emissziós sávok is vannak. A lángban a PO P4O10-dá oxidálódik.[10]

Reakciók[szerkesztés]

Foszforeszcencia[szerkesztés]

A fehérfoszfor oxidációja zöldes fehér fényt ad. Ez a PO alábbi reakciók egyike alapján történő oxidációja miatt van: , illetve .[11] A PO megjelenhet a P2O molekula bomlásával, mely során az P4O-ból származhat.[12]

Ligandumként[szerkesztés]

A foszfor-monoxid átmenetifémek, például a molibdén, a ruténium és az ozmium liganduma is lehet. A foszfor hármas kötést alkot a fémmel.[13][14] Az elsőként felfedezett csoport nikkel–volfrám csoporton volt. A WNi2P2 csoportot egy peroxid oxidálta μ3 koordinációra, ahol a foszforatomok 3 fématomhoz kapcsolódnak.[15]

Tulajdonságok[szerkesztés]

Kötések[szerkesztés]

A foszfor-monoxid gyök, foszfor–oxigén kettős kötéssel, ahol a foszfornak páratlan vegyértékelektronja van. A kötésrend mintegy 1,8.[5] A P=O kötés disszociációs energiája 6,4 eV.[16] A PO kettős kötés hossza 1,476 Å, a szabad PO vibrációs frekvenciája 1220 cm−1 a kötésnyúlás miatt.[17] A PO gyöktermészete erősen reakcióképessé és instabillá teszi más, jobban oxidált foszfort tartalmazó foszfor-oxidokhoz képest.

Spektrum[szerkesztés]

A látható–ultraibolya spektrumban 3 fontos sáv van. Van 540 nm-nél egy folytonos sáv. A 324 nm-nél lévő β-rendszer a D2Σ→2Π átmenetnek felel meg. A γ-rendszerben 246 nm-nél az A2Σ→2Π átmenetnek megfelelő sávok vannak 230, 238, 246, 253 és 260 nm-hez közeli csúcsokkal. Ezek lehetnek emissziós, abszorpciós vagy fluoreszcenciasávok a megvilágítás módjától és a hőmérséklettől függően.[10] Van C'2Δ állapot is.[18]

A γ-rendszeri sáv alsávokra bontható a különböző vibrációs átmeneteknek megfelelően. A (0,0), (0,1) és az (1,0) a két vibrációs állapot közti átmenet alsávjainak jele. Ezek 8 sorozatot, ágakat alkotnak. Ezek az oP12, a P2, a Q2, a R2, a P1, a Q1, a R1 és az sR21.[19]

Molekula[szerkesztés]

A PO ionizációs potenciálja 8,39 eV. Ekkor jön létre a PO+ ion. Adiabatikus elektronaffinitása 1,09 eV, ekkor jön létre a PO− ion.[5]

Alapállapotban [5]

A molekula dipólusmomentuma 1,88 D. A foszforatom enyhe pozitív töltéssel (0,35 e) rendelkezik.[5]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. ↑ Staff: Phosphorus monoxide - NIST Chemistry WebBook, SRD 69. National Institute of Standards and Technology, 2018 (Hozzáférés: 2020. január 19.)
  2. ↑ a b Didier Despois. {{{title}}}, Encyclopedia of Astrobiology. DOI: 10.1007/978-3-642-11274-4_1889 (2019). ISBN 978-3-642-11271-3 
  3. ↑ ESO. „Astronomers reveal interstellar thread of one of life's building blocks”, Phys.org, 2020. január 15. (Hozzáférés: 2020. január 15.) 
  4. ↑ Rivilla, V. M. (2019. április 27.). „ALMA and ROSINA detections of phosphorus-bearing molecules: the interstellar thread between star-forming regions and comets”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 492, 1180–1198. o. DOI:10.1093/mnras/stz3336.  
  5. ↑ a b c d e (2003. október 1.) „Properties of the phosphorus oxide radical, PO, its cation and anion in their ground electronic states: comparison of theoretical and experimental data”. International Reviews in Physical Chemistry 22 (4), 641–675. o. DOI:10.1080/01442350310001617011.  
  6. ↑ (1991. július 1.) „Phosphorus Monoxide (PO) as Complex Ligand”. Angewandte Chemie International Edition in English 30 (7), 852–854. o. DOI:10.1002/anie.199108521.  
  7. ↑ (2007. szeptember 1.) „Identification of Phosphorus Monoxide (X2Πr) in VY Canis Majoris: Detection of the First P–O Bond in Space”. The Astrophysical Journal 666 (1), L29–L32. o. DOI:10.1086/521361.  
  8. ↑ (1990. január 1.) „Matrix reactions of P2 and O3 molecules”. Chemical Physics Letters 165 (2–3), 146–154. o. DOI:10.1016/0009-2614(90)85420-H.  
  9. ↑ (1990. december 1.) „Matrix-infrared spectra of structural isomers of the phosphorus oxysulfide P4S3O”. Inorganic Chemistry 29 (25), 5096–5100. o. DOI:10.1021/ic00350a016.  
  10. ↑ a b (1976. január) „Molecular fluorescence spectroscopy of phosphorus monoxide in flames studied by a SIT-OMA system”. Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy 32 (9), 1539–1544. o. DOI:10.1016/0584-8539(76)80200-0.  
  11. ↑ (1995) „High-resolution spectroscopic study of the oxidation of white phosphorus”. Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 91 (18), 2993. o. DOI:10.1039/ft9959102993.  
  12. ↑ (1988. augusztus 1.) „Matrix reactions of oxygen atoms with P4. Infrared spectra of P4O, P2O, PO and PO2”. Journal of the American Chemical Society 110 (17), 5605–5611. o. DOI:10.1021/ja00225a001.  
  13. ↑ (1996. január) „Phosphorus Monoxide Coordination Chemistry: Synthesis and Structural Characterization of Tetranuclear Clusters Containing a PO Ligand”. Organometallics 15 (12), 2770–2776. o. DOI:10.1021/om960032o.  
  14. ↑ (1997) „Phosphorus monoxide as a terminal ligand”. Chemical Communications (16), 1523–1524. o. DOI:10.1039/A703105J.  
  15. ↑ (1991. július 1.) „Between Stars and Metals: Phosphorus Monoxide, PO”. Angewandte Chemie International Edition in English 30 (7), 818–819. o. DOI:10.1002/anie.199108181.  
  16. ↑ (2002. május 1.) „Determination of phosphorus by molecular absorption flame spectrometry using the phosphorus monoxide band”. Analytical Chemistry 48 (4), 784–786. o. DOI:10.1021/ac60368a024.  
  17. ↑ (2000. október) „Electronic Structures of Transition Metal Phosphorus Monoxide Complexes”. Organometallics 19 (21), 4336–4343. o. DOI:10.1021/om000274v.  
  18. ↑ (2000. december) „Configuration interaction calculations of miscellaneous properties of the C'2Δ excited state and related C'2Δ-X2Πr transition bands of phosphorus monoxide”. Chemical Physics 262 (2–3), 211–228. o. DOI:10.1016/s0301-0104(00)00301-3.  
  19. ↑ (1935. március 1.) „Rotational analysis of the ultra-violet bands of phosphorus monoxide”. Proceedings of the Physical Society 47 (2), 247–257. o. DOI:10.1088/0959-5309/47/2/305.  

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Foszfor-monoxid&oldid=26936815”