Trifluoruro di tiofosforile

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Trifluoruro di tiofosforile
Formula del trifluoruro di tiofosforile
Modello del trifluoruro di tiofosforile
Nome IUPAC
Trifluoro(sulfanilidene)-λ5-fosfano
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolarePSF3
Aspettogas incolore
Numero CAS2404-52-6
SMILES
FP(F)(F)=S
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,56
Solubilità in acquareagisce
Temperatura di fusione−148,8 °C (124 K)[1]
Temperatura di ebollizione−52,2 °C (221 K)[1]
Indicazioni di sicurezza

Il trifluoruro di tiofosforile è il composto inorganico con formula PSF3. In questo fluoruro il fosforo è formalmente nello stato di ossidazione +5. In condizioni normali è un gas incolore che idrolizza al contatto con acqua e si infiamma spontaneamente all'aria.[1][2]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Il trifluoruro di tiofosforile fu sintetizzato per la prima volta da Thorpe e Rodger nel 1888 riscaldando pentasolfuro di fosforo e fluoruro di piombo in assenza di aria e umidità:[3][4]

3P2S5 + PbF2 → 3PbS + PSF3

Essi notarono che si otteneva PSF3 anche riscaldando P2S5 e BiF3, o da PbF2, zolfo e fosforo, oppure anche da AsF3 e PSCl3.

Successivamente sono stati descritti altri metodi per produrre il composto. Si può aggiungere fluoruro di sodio a PSCl3 in soluzione di acetonitrile.[5] Altrimenti il trifluoruro di fosforo può reagire con solfuro di idrogeno sotto pressione elevata:[6]

PF3 + H2SPSF3 + H2 (200 ºC e 4 000 atm)

Si può anche far reagire sotto pressione PF3 e zolfo.[7]

Proprietà[modifica | modifica wikitesto]

Il trifluoruro di tiofosforile è un composto molecolare polare. La forma della molecola è di tipo tetraedrico, con simmetria C3v.[1] La distanza P-S risulta (187 ± 3) pm, quella P-F (153 ± 2) pm e l'angolo F-P-F è 100,3°±2°.[8]

Reattività[modifica | modifica wikitesto]

La chimica del trifluoruro di tiofosforile fu caratterizzata già da Thorpe e Rodger nel 1889.[4] In condizioni normali il composto è un gas molto reattivo; sotto pressione condensa formando un liquido incolore. All'aria in presenza di umidità si infiamma spontaneamente con una fiamma di colore variabile dal blu al grigio-verde a seconda delle condizioni, mentre si producono fumi bianchi. Con ossigeno secco la combustione può non essere spontanea e la fiamma è di colore giallo. I prodotti finali sembrano essere PF5, P2O5 e SO2. Una particolarità di queste fiamme è la loro bassa temperatura. Thorpe e Rodger notarono:[4]

«È probabilmente una delle più fredde fiamme note. Le nostre mani ne sono state spesso circondate senza provocare sensazioni di calore troppo fastidiose.»

Si decompone per riscaldamento formando zolfo, fosforo e fluoruri di zolfo. Se riscaldato in un tubo di vetro il composto si decompone attaccando il vetro, secondo la reazione:

4PSF3 + 3Si → + 3SiF4 + P4 + S4

In acqua idrolizza rapidamente dando soluzioni acide, in accordo con la reazione:

PSF3 + 4H2OH2S + H3PO4 + 3HF

In soluzione basica si scioglie più rapidamente che in acqua, dando luogo alla reazione

PSF3 + 6NaOH → + Na3PSO3 + 3NaF + 3H2O

La reazione con ammoniaca gassosa porta alla formazione di fumi bianchi; i dati analitici sono in accordo con la reazione

PSF3 + 4NH3 → + 2NH4F + P(NH2)2SF

Gli atomi di fluoro possono essere sostituiti per dare composti derivati come ad esempio PSF2Cl, PSFCl2, PSF2Br, PSFBr2, PSFClBr, PS(NCO)3 e PS(NCS)3. Sono noti anche composti condensati come P2S4F4.[1][2]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Chimica Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia