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Phosphure

En chimie, un phosphure est un composĂ© du phosphore avec un ou plusieurs autres Ă©lĂ©ments moins Ă©lectronĂ©gatif. Des composĂ©s binaires peuvent ĂȘtre formĂ©s avec la plupart des Ă©lĂ©ments moins Ă©lectronĂ©gatifs, Ă  l'exception du mercure (Hg), du plomb (Pb), de l'antimoine (Sb), du bismuth (Bi), du tellure (Te) et du polonium (Po)[1]. En gĂ©nĂ©ral, il existe toute une gamme de stƓchiomĂ©trie pour chaque Ă©lĂ©ment ; par exemple, le potassium possĂšde neuf phosphures diffĂ©rents (K3P, K4P3, K5P4, KP, K4P6 K3P7, K3P11, KP10.3 et KP15) et le nickel en possĂšde huit (Ni3P, Ni5P2, Ni12P5, Ni2P, Ni5P4, NiP, NiP2, NiP3)[1].

Vue partielle de la structure du phosphure de cuivre (Cu3P), montrant l'entrelacement complexe propre aux phosphures de plusieurs métaux de transition (Cu = orange, P = violet).

La classification de ces composés est délicate[2]. Selon leur structure et leur réactivé, on peut distinguer[1] :

  • les composĂ©s principalement ioniques, avec un ion P3−. Dans ce groupe, apparaissent les phosphure de mĂ©tal du groupe 1 (par exemple le phosphure de sodium (en), Na3P) ou du groupe 2 (par exemple le Phosphure de calcium, Ca3P2) ;
  • les polyphosphures avec les ions P24−, les ions cluster P113−, les chaĂźnes polymĂ©riques anioniques (par exemple l'ion hĂ©licoĂŻdal (P−)|n), les plans complexes ou les anions 3-D ;
  • les composĂ©s avec des atomes de phosphore individuels dans une structure mĂ©tallique qui peut ĂȘtre semi-conductrice (par exemple le phosphure de gallium, GaP) ou mĂ©tallique (par exemple TaP)[3].

Deux ions polyphosphures, P34− que l'on trouve dans K4P3 et P45− que l'on trouve dans K5P4, sont des anions radicalaires avec un nombre d'Ă©lectrons de valence impair rendant les composĂ©s paramagnĂ©tiques[1].

SynthĂšse

Il existe de nombreuses façons de synthĂ©tiser des phosphures. La plus gĂ©nĂ©rale et la plus commune consiste Ă  chauffer un mĂ©tal Ă  lier au phosphore, en prĂ©sence de phosphore rouge sous atmosphĂšre inerte ou dans le vide. En principe, tous les phosphures de mĂ©tal et les polyphosphures peuvent ĂȘtre synthĂ©tisĂ©s Ă  partir de l'Ă©lĂ©ment phosphore et du mĂ©tal en quantitĂ© stƓchiomĂ©trique. Cependant, cette synthĂšse peut ĂȘtre complexe Ă  cause de divers problĂšmes : les rĂ©actions sont exothermiques et souvent explosives Ă  cause d'une surchauffe locale ; les mĂ©taux oxydĂ©s ou ayant juste une couche superficielle oxydĂ©e, provoquent des tempĂ©ratures extrĂȘmes incompatibles avec l'amorçage du processus de phosphorisation[4]. Les rĂ©actions hydrothermiques peuvent former des phosphures de nickel trĂšs purs et cristallisant bien, comme Ni2P et Ni12P5. Ces composĂ©s ont Ă©tĂ© synthĂ©tisĂ©s par des rĂ©actions solides-liquides entre NiCl2∙12H2O et le phosphore rouge Ă  200 °C pendant 24 et 48 heures, respectivement[5].

Exemples

Notes et références

  1. H.G. Von Schnering, W. Hönle Phosphides - Solid-state Chemistry Encyclopedia of Inorganic Chemistry Ed. R. Bruce King (1994) John Wiley & Sons (ISBN 0-471-93620-0)
  2. (en) Norman N. Greenwood et Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, Butterworth-Heinemann, (ISBN 0080379419)
  3. (en) C. S. Blackman, C. J. Carmalt, S. A. O'Neill, I. P. Parkin, K. C. Molloy et L. Apostolico, « Chemical vapour deposition of group Vb metal phosphide thin films », J. Mater. Chem., vol. 13,‎ , p. 1930–1935 (DOI 10.1039/b304084b)
  4. (en) von Schnering, Hans-Georg et Hönle, Wolfgang, « Bridging Chasms with Phosphides », Chem. Rev., vol. 88,‎ , p. 243–273 (DOI 10.1021/cr00083a012)
  5. (en) Liu, Zongyi, Huang, Xiang, Zhu, Zhibin et Dai, Jinhui, « A simple mild hydrothermal route for the synthesis of nickel phosphide powders », Ceramics International, vol. 36, no 3,‎ , p. 1155–1158 (DOI 10.1016/j.ceramint.2009.12.015)
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