Fosfuri
# Fosfuri

In chimica, un fosfuro è un qualsiasi anione di fosforo mono o poliatomico $(P^{n−}$ o Pn−m), e i fosfuri sono i composti del fosforo con elementi meno elettronegativi del fosforo, tipicamente i metalli (M). Sono noti più di 500 fosfuri binari, con stechiometrie diversissime che possono andare tra $M_{15}P_2$ a $MP_{15}.$ Fanno eccezione gli elementi Hg, Pb, Bi, Te e Po, dei quali non sono noti composti binari con il fosforo. Sono inoltre noti anche innumerevoli fosfuri ternari e più complessi.

## Sintesi

Esistono vari modi per preparare fosfuri. Il metodo più generale è la sintesi diretta a partire dagli elementi: si scaldano ad alta temperatura il metallo e fosforo rosso nei rapporti desiderati in atmosfera inerte:

    n M + m P → $M_nP_m$

I fosfuri dei metalli si possono preparare anche tramite elettrolisi di sali fusi di ossidi metallici in presenza di carbonio e fosfati. Tra le altre possibilità, si può sfruttare la reazione della fosfina con metalli o loro sali, ad esempio:

    2 $PH_3$ + 4 Ti ${\ce {->[{\text{800 °C}}]}}$ 2 $Ti_2P$ + 3 $H_2$

o la riduzione con carbonio di fosfati, ad esempio:

    $Ca_3(PO_4)_2$ + 8 C ${\ce {->[{\text{1200 °C}}]}}$ $Ca_3P_2$ + 8 CO

## Fosfuri binari

A seconda del rapporto stechiometrico metallo/fosforo (M/P) i fosfuri binari sono spesso classificati secondo le seguenti tre categorie.

### Fosfuri ricchi di metallo (M/P > 1)

Questi composti sono solidi con aspetto lucente; in genere sono duri, fragili, chimicamente inerti e refrattari, con conducibilità termica ed elettrica simile a quella del metallo costituente. Esiste una vasta gamma di stechiomerie possibili; alcuni esempi sono $M_{15}P_2,$ $M_4P,$ $M_{12}P_5,$ $M_7P_3,$ $M_7P_4,$ $M_3P_2,$ $M_5P_4,$ $M_6P_5.$ Le strutture di queste specie sono in genere descritte a partire da atomi di fosforo al centro di una struttura prismatica, circondati da 6-9 atomi metallici (vedi figura).

### Monofosfuri (M/P = 1)

Le strutture dei monofosfuri dipendono in genere dalle dimensioni relative di M e P. Ad esempio, AlP cristallizza con la struttura tipo ZnS dove il fosforo è tetracoordinato, SnP ha struttura tipo NaCl con il fosforo coordinato ottaedricamente e VP ha struttura tipo NiAs dove il fosforo ha coordinazione prismatica trigonale.

### Fosfuri ricchi di fosforo (M/P < 1)

Sono composti meno stabili rispetto alle due categorie precedenti. In genere sono composti a basso punto di fusione con proprietà elettriche da semiconduttori. Anche in questa tipologia esiste una vasta gamma di stechiomerie possibili; alcuni esempi sono $M_3P_4,$ $M_2P_3,$ $MP_2,$ $M_2P_5,$ $MP_3,$ $M_3P_{14},$ $MP_5,$ $M_2P_{16},$ $MP_{15}.$ Al crescere della quantità di fosforo contengono concatenazioni di atomi di fosforo sempre più complesse, a partire dal semplice legame P-P fino ad arrivare a reticoli polimerici. Alcuni esempi semplici sono $Li_3P_7$ che contiene l'anione $P_7^{3–}$ e $Na_3P_{11}$ che contiene l'anione $P_{11}^{3–}.$

## Reattività

La reattività dei fosfuri può essere molto varia, spaziando da composti che si idrolizzano rapidamente a composti attaccabili solo con acido nitrico e bromo. I metalli alcalini, alcalino-terrosi e i lantanoidi formano in genere fosfuri di tipo ionico, che reagiscono in acqua liberando fosfina.

## Applicazioni

AlP e $Mg_3P_2$ sono usati come disinfestanti, dato che a contatto con acqua rilasciano fosfina. AlP, $Ca_3P_2$ e $Zn_3P_2$ sono usati come rodenticidi. GaP e InP sono importanti come semiconduttori. Fosfuri di ferro, rame e stagno sono usati in metallurgia per regolare il contenuto in fosforo di leghe metalliche o come additivi per saldature.

## Tossicità / Indicazioni di sicurezza

I fosfuri vanno maneggiati con attenzione dato che a contatto con l'aria possono incendiarsi, e a contatto con acqua o umidità possono rilasciare fosfina.

