خامس أكسيد الفوسفور

خامس أكسيد الفوسفور مركب كيميائي صيغته الجزيئية _P₄O₁₀ ( ويُشتق اسمه الشائع من صيغته التجريبية P₂O₅ ₎ . هذه المادة الصلبة _{البلورية البيضاء} هي أنهيدريد حمض الفوسفوريك . وهي مادة مجففة قوية .

يتبلور خماسي أكسيد الفوسفور في أربعة أشكال أو متعددات بلورية على الأقل . الشكل الأكثر شيوعًا، وهو شكل شبه مستقر ^{[ 1 ]} (موضح في الشكل)، يتكون من جزيئات P₄O₁₀ _. تربط قوى فان دير فالس _{الضعيفة} هذه الجزيئات معًا في شبكة سداسية (مع ذلك، على الرغم من التناظر العالي للجزيئات، فإن ترتيب البلورة ليس متراصًا [ ^{2 ] )} . يشبه تركيب قفص _P₄O₁₀ تركيب الأدمانتان _ذي مجموعة التناظر النقطي _Td [ ^{3 ] .} وهو يرتبط ارتباطًا وثيقًا بأنهيدريد حمض الفوسفور المقابل ، P₄O₆ _. يفتقر الأخير إلى مجموعات الأكسو الطرفية. تبلغ كثافته 2.30 جم/سم³ . ^يغلي عند 423 درجة مئوية تحت الضغط الجوي؛ وإذا سُخّن بسرعة أكبر _، فإنه يتسامى. يمكن صنع هذا الشكل عن طريق تكثيف بخار خامس أكسيد الفوسفور بسرعة، والنتيجة هي مادة صلبة شديدة الاسترطاب. ^{[ 4 ]} 

الأشكال البلورية الأخرى بوليمرية، ولكن في كل حالة ترتبط ذرات الفوسفور برباعي الأوجه من ذرات الأكسجين، حيث تُشكّل إحداها رابطة P=O طرفية تتضمن تبرع إلكترونات المدار p الطرفي للأكسجين إلى الروابط الأحادية المضادة للترابط بين الفوسفور والأكسجين. يمكن تحضير الشكل الجزيئي الكبير بتسخين المركب في أنبوب مغلق لعدة ساعات، والحفاظ على درجة حرارة عالية للمصهور قبل تبريده حتى يتحول إلى الحالة الصلبة. ^{[ 4 ]} يتخذ الشكل المعيني القائم غير المستقر "O" (كثافة 2.72 جم/سم³ ^، نقطة انصهار  562  درجة مئوية) بنية طبقية تتكون من حلقات _P₆O₆ مترابطة ، تشبه إلى حد كبير البنية التي تتخذها بعض السيليكات _{المتعددة} . أما الشكل المستقر فهو طور ذو كثافة أعلى، وهو أيضًا معيني قائم، ويُسمى الشكل O'. ويتكون من إطار ثلاثي الأبعاد، بكثافة 3.5 جم/ ^سم³ . ^{[ 1 ] [ 5 ]} الشكل البلوري المتبقي هو شكل زجاجي أو غير متبلور؛ ويمكن صنعه عن طريق دمج أي من الأشكال الأخرى.

جزء من طبقة o′-(P 2 O 5 ) ∞	طبقات o′-(P 2 O 5 ) ∞

يتم تحضير P ₄ O _{10 عن طريق حرق} الفوسفور الأبيض مع كمية كافية من الأكسجين: ^{[ 6 ]}

P ₄ + 5 O ₂ → P ₄ O ₁₀

إن تجفيف حمض الفوسفوريك لإعطاء خماسي أكسيد الفوسفور غير ممكن، لأنه عند تسخينه يشكل فوسفات متعددة مختلفة ولكنه لن يجف بشكل كافٍ لتكوين P ₄ O ₁₀ .

يُعد خماسي أكسيد الفوسفور عامل تجفيف قوي كما يتضح من الطبيعة الطاردة للحرارة لتحلله المائي الذي ينتج عنه حمض الفوسفوريك :

P ₄ O ₁₀ + 6 H ₂ O → 4 H ₃ PO ₄  (−177 كيلوجول )

إلا أن فائدته في التجفيف محدودة نوعًا ما بسبب ميله لتكوين طبقة لزجة واقية تمنع المزيد من الجفاف بواسطة المادة المتبقية. ويُستخدم شكل حبيبي _{من P₄O₁₀} في المجففات .

نظراً لقدرته العالية على التجفيف، يُستخدم أكسيد الفوسفور (P₄O₁₀) في التخليق _{العضوي لأغراض} نزع الماء. ويُعدّ تحويل الأميدات الأولية إلى نتريلات أهم استخداماته : ^{[ 7 ]}

P₄O₁₀ + RC( O ) _NH₂ → _P₄O₉ ( _{OH ) ₂ +} RCN

المنتج الثانوي المشار إليه P ₄ O ₉ (OH) ₂ هو صيغة مثالية للمنتجات غير المحددة الناتجة عن ترطيب P ₄ O ₁₀ .

بدلاً من ذلك، عند دمجه مع حمض الكربوكسيل ، تكون النتيجة هي الأنهيدريد المقابل : ^{[ 8 ]}

ف ₄ O ₁₀ + RCO ₂ H → P ₄ O ₉ (OH) ₂ + [RC(O)] ₂ O

يُستخدم "كاشف أونوديرا"، وهو محلول من P4O10 _في DMSO ، _لأكسدة الكحولات . [ ^{9 ] يشبه} هذا التفاعل أكسدة سويرن .

_{تتمتع P₄O₁₀} بقدرة تجفيف _عالية تكفي _لتحويل العديد _{من الأحماض} المعدنية _إلى أنهيدريداتها . على سبيل المثال : يتحول HNO₃ _إلى N₂O₅ ؛ _ويتحول H₂SO₄ إلى SO₃ ؛ _ويتحول HClO₄ إلى _{Cl₂O₇ ؛} ويتحول CF₃SO₃H إلى ₍ CF₃ ) _₂S₂O₅ ._​​​   

إن خامس أكسيد الفوسفور بحد ذاته غير قابل للاشتعال. ومثل ثالث أكسيد الكبريت ، يتفاعل بشدة مع الماء والمواد المائية كالخشب والقطن، مُطلقًا كمية كبيرة من الحرارة، وقد يتسبب في نشوب حريق نظرًا لطبيعة هذه التفاعلات الطاردة للحرارة . وهو مادة أكالة للمعادن ومهيجة للغاية، إذ قد يُسبب حروقًا شديدة في العين والجلد والأغشية المخاطية والجهاز التنفسي حتى عند تركيزات منخفضة تصل إلى 1  ملغم/ ^م³ . ^{[ 10 ]}

• أكاسيد الفوسفور الأخرى المتنوعة
• كاشف إيتون