三硫化四リン

三硫化四リン：性質、構造、用途、歴史

三硫化四[リン]は、リンと硫黄からなる無機化合物です。1898年、オルブライト・アンド・ウィルソン社による商業生産が開始されたことで広く知られるようになりました。その独特の性質と用途から、化学工業において重要な役割を果たしています。

物理的性質

三硫化四リンの外観は、純度によって黄緑色から灰色まで変化します。特徴的な点は、二硫化炭素に非常に溶けやすいことです。その溶解度は、二硫化炭素と同重量まで達するほどです。この高い溶解性は、三硫化四リンの結晶構造や分子間力に起因すると考えられます。

分子構造

三硫化四リンは、二環式複素環構造を持つことが知られています。この構造は、リン原子4個からなる正四面体構造の3つのP-P結合間に、硫黄原子が挿入された形をしています。この分子はC3v対称性を持ち、P-S結合距離は2.090Å、P-P結合距離は2.235Åと測定されています。この特異な分子構造が、三硫化四リンの化学的性質や反応性に大きく影響を与えています。

化学的性質

三硫化四リンは、反応性の高い化合物です。特に、酸化剤との反応では発熱反応を起こすため、取り扱いには注意が必要です。また、水と反応して硫化水素などのガスを発生するため、水分を避けて保存する必要があります。

用途

三硫化四[リン]]は、様々な用途に使用されています。最も重要な用途の一つは、五酸化二リン]の合成中間体としての利用です。五酸化二[[リンは、乾燥剤や脱水剤として広く用いられており、三硫化四リンはその製造過程において重要な役割を果たしています。

さらに、三硫化四リンは、摩擦によって発火する性質を持つことから、マッチの製造にも利用されてきました。硫化リンマッチと呼ばれるマッチは、三硫化四リンと塩素酸カリウムを特定の比率で混合し、軸木の頭部に塗布することで作られます。このマッチは、摩擦によって容易に着火することができるため、かつては広く普及していました。しかし、現代では安全性の高いマッチが主流となり、硫化リンマッチの使用は減少しています。

歴史

三硫化四リンは、G. Lemoineによって発見されました。そして1898年、オルブライト・アンド・ウィルソン社が初めて商業生産に成功しました。この商業生産の開始は、三硫化四リンの利用範囲を大きく広げ、化学工業の発展に貢献しました。

まとめ

三硫化四リンは、その独特の構造と性質から、化学工業において重要な役割を果たす化合物です。マッチの製造や五酸化二リンの合成など、様々な用途に使用されており、今後もその需要は継続すると考えられます。しかし、反応性が高いため、取り扱いには注意が必要です。

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