鹵素可以形成多種磷鹵化合物,可稱作鹵化磷。在鹵化磷中,磷的化合價可以是+5、+3或+2價。除了PI5尚有爭議外,所有化合物都有了或詳或略的報道。[1]混合氮族元素或混合鹵素的化合物也是存在的。

五鹵化磷 PX5

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化學式 CAS號 熔點 沸點 P–Xax 鍵長 P–Xeq 鍵長 Xeq–P–Xeq 鍵角 Xax–P–Xeq 鍵角
PF5 [7647-19-0] -93.7°C -84.5°C 153 pm 158 pm 120° 90°
PCl5 [10026-13-8] 167°C 160°C 214 pm 202 pm 120° 90°
PBr5 [7789-69-7] ~106°C d          

在氣相中,五鹵化磷具有三角雙錐分子幾何形狀,這可由VSEPR理論解釋。

五氟化磷是相對惰性的氣體,是弱的路易斯酸和F受體(形成PF
6
)。貝里假旋轉機理表明它是一種流變分子,軸向(ax)和赤面(eq)的氟原子可以交換位置。

五氯化磷的結構為PCl4+PCl6,而五溴化磷的結構確是PBr4+ Br。另外,當BrBr
3
取代時,可以得到PBr7。它們在有機化學中用作氯化或溴化試劑。

混合鹵化磷(V)如PCl+
4
PF
6
、磷(V)烷鹵代物如PH2Cl3、多鹵化磷PXn(n≥7)如PCl6I是已知的。

三鹵化磷 PX3

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化學式 CAS號 物理狀態(298K) 熔點 沸點 P–X 鍵長 X–P–X 鍵角 鍵偶極矩
PF3 [7783-55-3] 無色氣體 -151.5°C -101.8°C 156 pm 96.3° 1.03 D
PCl3 [7719-12-2] 無色液體 -93.6°C 76.1°C 204 pm 100° 0.56 D
PBr3 [7789-60-8] 無色液體 -41.5°C 173.2°C 222 pm 101°  
PI3 [13455-01-1] 紅色六方晶體 61.2°C 227°C 243 pm 102°  
P(CN)3 白色針狀晶體 203°C 179 pm

配位化學中,三氟化磷可以作為一種配體,形成低氧化態的金屬配合物,如Pd(PF3)4[2]三氯化磷在工業上廣泛用於合成磷化合物。三溴化磷在有機化學上可以將轉化為烷基溴化物,將羧酸轉化為醯溴。三碘化磷在有機化學中可以作為一種弱氧受體。

三擬鹵化磷如P(CN)3、P(NCO)3、P(NCS)3都是已知的。[3]混合鹵化磷(III)如PFCl2、混合擬鹵化磷(III)如PCl2(NCS)也有報道。

四鹵化二磷 P2X4

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化學式 CAS號 熔點 沸點 P–X 鍵長 P–P 鍵長 X–P–X 鍵角 X–P–P 鍵角
P2F4 [13824-74-3] -86.5°C -6.2°C 159 pm 228 pm 99.1° 98.4°
P2Cl4 [13467-91-1] -28°C ~180°C d        
P2Br4 [24856-99-3]
P2I4 [13455-00-0] 125.5°C d 248 pm 221 pm 102.3° 94.0°

四鹵化二磷中,磷的氧化態是+2。它們是磷的低鹵化物

參考文獻

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  1. ^ I. Tornieporth-Getting & T. Klapötke, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, 132.doi:10.1039/C39900000132
  2. ^ Kruck, T. (1967). "Trifluorphosphin-Komplexe von Übergangsmetallen". Angewandte Chemie. 79 (1): 27–43. DOI:10.1002/ange.19670790104.
  3. ^ 項斯芬, 嚴宣申, 曹庭禮 等. 無機化學叢書 第四卷 氮 磷 砷分族. 科學出版社, 2011: pp 183-184. ISBN 978-7-03-030548-0