五氮化三磷

五氮化三磷是一種無機化合物，化學式 P₃N₅。它是磷的一種氮化物。雖然已經對其各種應用進行了研究，但這並沒有導致五氮化三磷有任何重要的工業用途。它是一種白色固體，儘管樣品經常因雜質而呈現其它顏色。

五氮化三磷
IUPAC名 Triphosphorus pentanitride
別名	氮化磷 氮化磷(V)
識別
CAS號	12136-91-3
EINECS	235-233-9
性質
化學式	P3N5
莫耳質量	162.955 g·mol⁻¹
外觀	白色固體
密度	α-P3N5：2.77 g/cm3
熔點	850 °C（1123 K）（分解）
溶解性（水）	不溶
相關物質
相關化學品	一氮化磷
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

製備

五氮化三磷可以由含有磷(V)的化合物和含有氮陰離子的化合物（例如氨和疊氮化鈉）：^[1]

3 PCl₅ + 5 NH₃ → P₃N₅ + 15 HCl

3 PCl₅ + 15 NaN₃ → P₃N₅ + 15 NaCl + 5 N₂

據稱，磷和氮的反應會產生五氮化三磷。^[2]類似的方法可以用來製備氮化硼 (BN) 和氮化矽 (Si₃N₄)，不過產物通常是不純和無定形的。^[1][3]

五氮化三磷晶體可以由氯化銨和六氯環三氮磷烷（英語：hexachlorocyclotriphosphazene）^[4]或五氯化磷反應而成：^[1]

(NPCl₂)₃ + 2 NH₄Cl → P₃N₅ + 8 HCl

3 PCl₅ + 5 NH₄Cl → P₃N₅ + 20 HCl

室溫下，P₃N₅ 也可以由三氯化磷和氨基鈉反應而成。^[5]

3 PCl₃ + 5 NaNH₂ → P₃N₅ + 5 NaCl + 4 HCl + 3 H₂

反應

P₃N₅的熱穩定性比 BN 和Si₃N₄低，在超過 850 °C時分解：^[1]

P₃N₅ → 3 PN + N₂

4 PN → P₄ + 2 N₂

五氮化三磷不與弱酸、弱鹼反應，不溶於水。它加熱水解成(NH₄)₂HPO₄ 和NH₄H₂PO₄。

五氮化三磷和氮化鋰、氮化鈣反應，產生 PN₄⁷⁻ 和PN₃⁴⁻離子。異相氨解會產生像是 HPN₂ 和HP₄N₇的亞氨基化物。有人提出，這些化合物可用作固體電解質（英語：solid electrolytes）和顏料。^[6]

結構和性質

五氮化三磷的多種同質異形體是已知的。α‑P₃N₅是標準情況下，五氮化三磷的形式。加壓到6 GPa時，會轉變成γ‑P₃N₅。計算化學顯示第三種五氮化三磷的結構 δ‑P₃N₅會在約 43 GPa 時出現，為藍晶石結構。^[7]

結構	密度(g/cm3)
α‑P3N5	2.77
γ‑P3N5	3.65
δ‑P3N5	4.02

α‑P₃N₅ 的結構已通過單晶X射線衍射確定，裡面含有PN₄四面體和二或三配位的氮離子。^[8]

參見

• 聚磷氮烯（英語：Polyphosphazene）