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磷的含氧酸

磷的含氧酸是任何由分子磷、氧和氫原子組成的酸的統稱。[1]這類化合物的數量可能是無限的。有些是不穩定且仍未分離的，但所衍生的陰離子和有機官能團存在於穩定的鹽和酯中。在生物學、地質學、工業和化學研究中，最重要的是磷酸，其酯和鹽是磷酸鹽。

一般地，任何與氧原子鍵合的氫原子都是酸性的，所以–OH基會失去一個質子H+
並留下帶負電荷的–O−
基，從而將酸轉化為磷的含氧陰離子。每個額外丟失的質子都有一個相關的酸度係數Ka1、Ka2、Ka3 等，通常用其余對數表示（pKa1、pKa2、pKa3等 ）。直接與磷鍵合的氫原子通常不是酸性的。

分類

磷的含氧酸可以根據磷原子的氧化態（從+1到+5不等）分類。氧原子的氧化態通常是-2，但如果分子含有過氧基，則它的氧化態可以是-1。

氧化態+1

氧化態+3

氧化態+4

氧化態+5

這一類中最重要的酸是磷酸，其中每個磷原子與四個氧原子鍵合，之中有一個有雙鍵，以四面體的角的形式排列。兩個或多個PO
4四面體可以通過共同使用的單鍵氧連接，形成直鏈、支鏈、環或更複雜的結構。不共同使用的單鍵氧原子由酸性氫原子鍵合。它們的通式是Hn-x+2PnO3n-x+1 ，其中n是磷原子的數量， x是分子結構中的循環基底（英語：cycle basis）。

這些酸及其酯和鹽（磷酸鹽）包括一些最著名和最重要的磷化合物。

 
正磷酸，H
3PO
4。

這一類中最簡單的酸是

  • 磷酸，又稱正磷酸， H
    3    PO
    4    （或OP(OH)
    3    ），一種三元酸。它會形成正磷酸鹽和酯，通常稱為磷酸鹽。

這一類中具有兩個或多個磷原子的最小化合物稱為「低聚磷酸」，具有直鏈–P–O–主鏈的較大化合物稱為「多聚磷酸」。兩者之間沒有明確的區別。一些最重要的酸是：

  • 焦磷酸，H
    4    P
    2    O
    7    （或 (HO)
    2    P    –O–P(OH)
    2    ），具有四個酸氫原子。形成焦磷酸鹽。
  • 三聚磷酸， H
    5    P
    3    O
    10    （或(HO)
    2    P    –O–P(OH)–O–P(OH)
    2    ），具有五個酸性氫原子。形成三磷酸鹽。
  • 四聚磷酸，H
    6    P
    4    O
    13    （或(HO)
    2    P    (–O–P(OH))2–O–P(OH)
    2    ），具有六個酸性氫原子。形成四磷酸鹽。

主鏈可以是分支的，如

PO
4四面體可以連接形成閉合的-P-O-鏈，如

  • 三偏磷酸，或環三磷酸，H
    3    P
    3    O
    9    （或(HPO
    3    )
    3    、(–P(O)(OH)–O–)3），一個具有三個酸性氫的環狀分子。形成三偏磷酸鹽和酯。

偏磷酸是含有一個環（(–P(O)(OH)–O–)n）的磷酸的統稱，其分子式為HPO
3。

另一個可以屬於這一類的化合物是

多種氧化態

一些磷的含氧酸具有兩個或多個氧化態不同的磷原子。其中一個酸是

  • 連二磷(III, V) 酸，H
    4    P
    2    O
    6    （或H(OH)(O)P−O−P(O)(OH)2），一種四元酸，是次磷酸的異構體，其中的磷原子的氧化態為+3和+5
 
磷酸酐
P4O10
 
一些磷酸

參見

進階閱讀

外部鏈接

參考文獻

  1. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
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