Фосфин

Как и азот, фосфор образует несколько соединений с водородом. Самые известные из них — это газообразный фосфин РН3 и жидкий при обычной температуре дифосфин Р2Н4. Чем больше атомов фосфора входит в моле­кулу, тем устойчивее становится соединение. Если дифосфин нагреть, то он разлагается с образованием фос­фина и твердых аморфных гидридов фосфора, в которых атомов фосфора примерно в два раза больше, чем водо­рода (Р12Н6). Согласно исследованиям последнего време­ни они являются полимерами и во многих отношениях напоминают пластмассы и фосфатные стекла. В воздухе при обычной температуре они устойчивы, но довольно легко окисляются сильными окислителями. Ни в спирте, ни в воде нерастворимы, но расплавленный фосфор и дифосфин могут перевести их в жидкое состояние.
Фосфин РН3 — бесцветный газ с запахом «гнилой рыбы». Очень ядовит. На воздухе может воспламеняться, а при некоторых условиях образовывать взрывчатые смеси. В чистом виде, сам фосфин самопроизвольно не загорается даже при нагревании до 100 — 14О°С, но доста­точно даже следов дифосфина Р2Н4 или паров белого фосфора, чтобы произошло воспламенение. Поэтому при работе с ним требуется крайняя осторожность. Фосфин при обычных температурах не разлагается, но при повы­шенных температурах и в отсутствие кислорода распад происходит в заметной степени:
4РН3 -> P4+ 6H2
Обратная реакция — получение фосфина из элементов — идет с трудом и даже при 350 и 200 °С выход фосфина ра­вен 2 %.
Сходство его с аммиаком невелико (гораздо больше таких свойств, которые у аммиака отсутствуют). Фос­фин, как и аммиак, растворим в воде, но довольно в умеренных количествах. Один объем фосфина растворяется в 4 объемах воды. Известен очень нестойкий кристаллогидрат фосфина РН3 х Н2О, соответствующий составу гидроксида РН4ОН, однако свойства основания у этого соединения отсутствуют.
Соли фосфина, схожие по структуре с солями аммония, образуются при взаимодействии растворов сильных безкислородных кислот с гвзообразным фосфористым водородом. По сравнению с солями аммония они менее устойчивы.
Перхлорат фосфония РН4ClO4 взрывчат, а галогениды при нагревании возгоняются, полностью распадаясь:
РН4С1-> РН3+НС1
Таким же образом происходит и распад при действии воды, а особенно в присутствии щелочи. Она связывает галоген-водород, и фосфин выделяется из раствора в чистом виде.
Самое разительное отличие фосфина от аммиака — это отношение к кислороду. При определенных соотно­шениях кислорода и РН3 смесь самовоспламеняется:
2РН3+4О2 = Р205+ЗН20
Реакция имеет цепной характер, следовательно, происхо­дит исключительно быстро, а иногда смесь просто взры­вается. Продукты этой реакции: кислородсодержащие кислоты фосфора (Н3Р02, Н3Р03, Н3Р04 и т. д.) и вода. Фосфин — один из сильнейших восстановителей. Он восстанавливает соли металлов в растворах до фосфидов или свободных металлов:
3CuSO4 + 2PH3=Cu3P2+3H2SO4;
 8AgNO3+PH3+4H20 = H3P04 + 8Ag + 8HNO3
С галогенидами фосфора фосфин реагирует до выделения свободного фосфора:
3PCl5 +PH3 = 4РС1з+ЗНС1;
2РС13+2РН34+6НС1
Получается фосфин несколькими путями. Из элементов, как уже говорилось выше, его синтезировать трудно, поэтому  предпочитают  другие   методы.

1. Взаимодействие фосфидов с водой или кислотой:

А1Р+ЗН20 = РН3 + А1(ОН)3;

2. Взаимодействие галогенидов фосфония с водой или щелочами:

PH4I + NaOH = NaI + H2O + PH3

3. Нагревание белого фосфора с концентрированным спиртовым раствором КОН:

Р4 + 3КОН + 3Н2О = 3КН2РО2 + РН3

Дифосфин Р2Н4 представляет собой соединение фосфора, аналогичное по составу гидразину (N2H4). По­лучают Р2Н4 конденсацией паров фосфористого водорода от 0 до — 80°С, т. е. при очень низких температурах. Ди­фосфин — бесцветная жидкость с тем. кип. 56 °С и
 тем. пл. — 99 °С.

Соединение это неустойчиво и разлагается (быстрее на свету, при соприкосновении с пористыми предметами или в присутствии НС1) на обычный газообразный фосфин и твердые низшие гидриды фосфора:

12Р2Н4 -> 12РН3 + Р12Н6 + 3Н2

Дифосфин легко самовоспламеняется на воздухе:
2Н4+7О2 = 2Р205 + 4Н2О

Твердые гидриды фосфора Р2nНn.
 При ком­натной температуре жидкий дифосфин заметно желтеет и постепенно затвердевает в светло-желтый порошок — твердые высшие гидриды фосфина. Они довольно устой­чивы на воздухе и нерастворимы ни в одном обычном растворителе (включая воду и спирт), однако могут быть растворены в расплавленном фосфоре и в некото­рой степени — в дифосфине. В жидком аммиаке такие гидриды образуют красный коллоидный раствор:
 P12H6 + NH3 -> NH4 (P12H5)

Гидриды здесь являются восстановителями.