五フッ化リンのソースを表示

{{翻訳直後|[[:en:Special:Redirect/revision/766695042|en: Phosphorus pentafluoride]], [[:de:Special:Redirect/revision/166295261|de: Phosphorpentafluorid]]|date=2017年6月}}

{{Chembox
|Name=五フッ化リン
|ImageFileL1=Phosphorus-pentafluoride-2D.png
|ImageAltL1=五フッ化リンの分子構造
|ImageFileR1=Phosphorus-pentafluoride-3D-vdW.png
|ImageAltR1=五フッ化リン分子の空間充填モデル
|IUPACName=Phosphorus pentafluoride
|OtherNames=フッ化リン(V) <br /> ペンタフルオロリン<br /> ペンタフルオロホスホラン
|Section1={{Chembox Identifiers
| CASNo = 7647-19-0
| PubChem = 24295
| RTECS = TH4070000
| EINECS = 231-602-3
| UNNumber = 2198
| ChemSpiderID = 22715
| SMILES = FP(F)(F)(F)F
| InChI = 1/F5P/c1-6(2,3,4)5
| InChIKey = OBCUTHMOOONNBS-UHFFFAOYAH
| StdInChI = 1S/F5P/c1-6(2,3,4)5
| StdInChIKey = OBCUTHMOOONNBS-UHFFFAOYSA-N    }}
|Section2={{Chembox Properties
| P = 1 | F =5
| Appearance = 無色気体
| Odor = 不快臭
| Density = {{Val|5.69|ul=kg/m3}} (g/L) ({{Val|0|u=degC}}, {{val|1013|ul=mbar}})<ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Phosphorpentafluorid|ZVG=490975|CAS=7647-19-0|Datum=2017-1-10}}.</ref>
| 蒸気圧 = {{Convert|28|bar|MPa|lk=on}} ({{Val|20|u=degC}})<ref name="GESTIS" />
| Solubility = [[加水分解]]
| MeltingPtC = -93.8
| MeltingPt_ref = <ref name=GESTIS/>
| BoilingPtC = -84.6   
| BoilingPt_ref = <ref name=GESTIS/>  }}
|Section3={{Chembox Structure
| MolShape = [[三方両錐形分子構造|三方両錐形]]
| CrystalStruct =
| Dipole = 0 [[デバイ|D]]   }}
|Section7={{Chembox Hazards
| 外部MSDS=
| EU分類={{Hazchem T+}} {{Hazchem C}}
| EUIndex=
| 主な危険性=
| IngestionHazard=
| InhalationHazard=
| 眼への危険性=
| 皮膚への危険性=
| NFPA-H=
| NFPA-F=
| NFPA-R=
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| EUH             = 列挙無し
| GHSPictograms = {{GHSp|GHS06}} {{GHSp|GHS05}} {{GHSp|GHS04}} <ref name="GESTIS" />
| GHSSignalWord = DANGER
| HPhrases= {{GHSp|H280}} {{GHSp|H314}} {{GHSp|H330}}
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| 引火点= 不燃性
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| 引火点注=
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| 許容曝露限界=
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| LC50=
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|Section8={{Chembox Related
| OtherAnions = [[五塩化リン]]<br />[[五臭化リン]]<br />{{仮リンク|五ヨウ化リン|en|Phosphorus pentaiodide}}
| OtherCations = [[五フッ化ヒ素]]<br />[[五フッ化アンチモン]]<br />{{仮リンク|五フッ化ビスマス|en|Bismuth pentafluoride}}
| OtherCompounds = [[三塩化リン]]   }}
}}

'''五フッ化リン'''（五弗化燐、ごふっかりん、{{Lang-en-short|Phosphorus pentafluoride}}）は、[[リン]]と[[フッ素]]からなる[[無機化合物]]である。[[分子式]]はPF<sub>5</sub>であり、{{仮リンク|ハロゲン化リン|en|Phosphorus_halides}}に分類される。[[標準状態]]では不燃性の無色気体で、強い毒性および刺激臭がある。湿った空気もしくは水と接触すると激しく反応して[[フッ化水素]]（HF）および[[リン酸]] （H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>）を生じる。

== 歴史 ==
五フッ化リンは1876年にイギリス人[[化学者]]の{{仮リンク|トーマス・エドワード・ソープ|en|Thomas Edward Thorpe}}により初めて[[単離]]・記載された<ref>{{cite journal|author=Thorpe, T. E.|title=On Phosphorus Pentafluoride|doi=10.1098/rspl.1876.0026|journal=Proc. R. Soc. Lond. 1 |year=1876 |volume= 25|issue=171-178|pages= 122-123}}</ref>。

== 合成 ==
五フッ化リンは[[五塩化リン]]（PCl<sub>5</sub>）の[[三フッ化ヒ素]]（AsF<sub>3</sub>）による{{仮リンク|フッ素化|de|Fluorierung}}により、[[三塩化ヒ素]]（AsCl<sub>3</sub>）と共に合成できる。
: <chem>{3PCl5} + 5AsF3 -> 3PF5 \uparrow\ + 5AsCl3</chem>
五フッ化リンは強く発煙する気体として得られ、三塩化ヒ素は残留する。

== 物性 ==
=== 物理的物性 ===
[[ファイル:Phosphorus-pentafluoride-2D-dimensions.png|左|サムネイル|PF<sub>5</sub>分子]]
五フッ化リン[[分子]]は、中心リン原子と[[共有結合]]した、3つのフッ素の成す三角形（エクアトリアル位）を底面とし、同じくリン原子と結合した2つのフッ素を頂点（アキシアル位）とした三方両錐形分子構造を持つ。底面におけるF–P–F[[結合角]]は120° であり、2つのアキシアル位のフッ素原子は底面に対し垂直に結合する。リン原子とエクアトリアル位のフッ素原子との間の結合長はそれぞれ153 [[メートル|pm]]で、アキシアル位の原子との結合長は5 pm長く、158 pmである。

[[三方両錐形分子構造]]では二種類のフッ素原子が区別されるはずだが、[[フッ素19 NMR]]分光では、{{Val|-100|ul=degC}} まで温度を下げてもアキシアル位のフッ素とエクアトリアル位のフッ素とを区別することはできない。これは、フッ素原子の分子内における位置交換を起こす[[ベリー擬回転]]に起因する。この位置交換は[[核磁気共鳴|NMR]]測定による検出が不可なほど速く、応答が時間平均されてしまう結果として、みかけ上5つの等価なフッ素原子に対応するスペクトルが得られる。

PF<sub>5</sub>のF中心のみかけの等価性は Gutowsky により初めて言及された<ref>{{cite journal|year=1953|title=Nuclear Magnetic Resonance Multiplets in Liquids|journal=[[J. Chem. Phys.]]|volume=21|issue=2|pages=279|author1=Gutowsky, H. S.|author2=McCall, D. W.|author3=Slichter, C. P.|doi=10.1063/1.1698874}}</ref>。その説明は{{仮リンク|R・スティーブン・ベリー|en|R._Stephen_Berry}}により初めて与えられ、ベリー機構と名付けられた。NMRは[[1 E-3 s|ミリ秒]]単位の時間スケールで動作するため、ベリー擬回転は、五フッ化リンに対する<sup>19</sup>F NMRスペクトルに影響を与える。固体の場合は、溶液中に比べて分子が静的であり、原子位置が変化できないために、電子線回折および[[X線結晶構造解析]]で観測してもこの効果は見られない。

標準状態では五フッ化リンは無色気体で、空気の4-5倍重い。

[[融点]] {{Val|-93.8|u=degC}} よりも下では五フッ化リンは[[空間群]] {{Math|P6<sub>3</sub>/mmc}}（194番）で[[格子定数]] {{Math|1=''a'' = 556 pm, ''c'' = 618 pm (''c''/''a'' = 1.11)}} の[[既約単位格子]]あたり2式量を含む六方晶系に結晶化する<ref>{{cite journal|author=Mootz, D.; Wiebcke, M.|title=Fluorides and fluoro acids. XIII. The crystal structure of phosphorus pentafluoride|journal=Z. Anorg. Allg. Chem.|volume=545|issue= 2|year= 1987|pages =39-42|doi=10.1002/zaac.19875450204}}</ref>。

=== 化学的物性 ===
五フッ化リンは[[加水分解]]に対する反応性が極めて高い。湿った空気中および水との接触により激しく[[発エルゴン反応|自発反応]]して[[フッ化水素]]（HF）と[[リン酸]]（H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>）を生じる。
: <chem>{PF5} + 4H2O -> {5HF} + H3PO4</chem>

フッ化物イオン濃度の高い溶液中では{{仮リンク|ルイス酸|de|Lewis-Säure}}として反応し、六フッ化リン(V)アニオン（PF<sub>6</sub><sup>−</sup>）を生じる。このアニオンは[[六フッ化硫黄]]（SF<sub>6</sub>）および[[ヘキサフルオロケイ酸]]アニオン（SiF<sub>6</sub><sup>2−</sup>）と[[等電子的]]である。このイオンの[[共役酸]]である[[ヘキサフルオロリン酸]]（HPF<sub>6</sub>）はヘキサフルオロケイ酸（H<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>）と同様、直接[[脱水反応|脱水]]するのではなくHFが脱離してPF<sub>5</sub>に戻る。

水の存在下でのHF脱離により、ガラス表面は腐蝕する。

五フッ化リンの誘導体としては、エクアトリアル位のフッ素原子が[[水素]]原子に置き換わったフルオロ[[ホスフィン]]類、HPF<sub>4</sub>、H<sub>2</sub>PF<sub>3</sub>、H<sub>3</sub>PF<sub>2</sub> が挙げられる。

== 脚注 ==
<references />

== 参考文献 ==
* {{Holleman&Wiberg}}
* {{cite journal|author=Thorpe, T. E.|title=Ueber Phosphorpentafluorid|journal=[[Liebigs Annalen|Liebigs Ann.]]|volume=182|issue=1–2|year= 1876|pages= 201–206|doi=10.1002/jlac.18761820118}}

{{デフォルトソート:こふつかりん}}
[[Category:フッ化物]]
[[Category:リンの化合物]]