P4O10とは：五酸化リン
五酸化リンは、化学式P4O10で表される化合物の通称です。 五酸化リンは、4個のリン（P）原子と10個の酸素（O）原子からなる共有結合化合物である。 五酸化二リン、無水リン酸、テトラリンデコキシドなどと呼ばれることもあります。
“リンがなければ、思考もない”。 – Ludwig Buchner
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五酸化リンは室温で固体、白、ワックス状の物質で、4つの異なる結晶構造がある。 リン酸の無水物であり、非常に吸湿性が高く、周囲の大気から容易に水を吸収することを意味します。
保存している間、五酸化リンは大気と反応し、化合物の周りにリン酸の皮膚を形成します。 この酸の層が、五酸化燐が空気中の水分を吸い上げるのを妨げ、乾燥剤としての効果を低下させることがあります。 そのため、五酸化リンは通常、乾燥剤用に粒状に加工される。
分子式と経験式の違い
勘のいい方なら、何か変だとお気づきかもしれません。 P4O10という化学式の化合物が五酸化燐という名前なのは？ pent-は「5」を意味する化学命名法の接頭語であり、P4O10という式は明らかに酸素が10個あることを示しているのです。
化学には、分子式と経験式の2種類の化学式があります。 どちらも与えられた化合物の原子成分を表しますが、その方法は異なります。 分子式は、その化合物の独立した1分子に含まれる原子の種類と数を表します。 経験式は、化合物を構成する元素の最も単純な整数比を示す。 例えば、アセチレン（C2H2）とベンゼン（C6H6）のように、分子式が同じで経験式が異なる2つの化合物がありますが、どちらも経験式はCHで共通しています。 同様に、エチレン（C2H4）とブテン（C4H8）の経験式はともにCH2である。 化合物の分子式は、その経験式の整数倍であるか、等しくなります。
時には、化合物の一般名は、分子式ではなく経験式に由来していることがあります。 二酸化リンがそうである。 五酸化リンは分子式がP4O10なので、経験式はP2O5となります。 五酸化リンの「ペント」は、経験式P2O5に由来する。
五酸化リンの場合、P2O5という分子式の分子同士が結合して、P4O10という大きな分子を形成します。 そのため五酸化リンの分子式がP4O10であっても、経験式がP2O5であることから五酸化リンと呼ばれます
五酸化リン。 物理的性質
“燐と心とは同じものではないということが真実でないかを誰が知っているだろうか。” – Stendhal
五酸化リンは、最大で 4 つの異なる多形で存在できる点が特徴です。 最も一般的な形態はP4O10の単一分子で、これは2つの小さなP2O5分子の凝集から形成されます。 P2O5 は非常に不安定な分子配置をしているので、2 つの分子が結合して、より大きな P4O10 の 1 分子になり、次の図に従って配列する。 各四面体は、4つの酸素原子に囲まれた中央のリン原子で構成され、各四面体の3つのベース酸素原子が共有されています。 五酸化リン1分子は、末端の酸素原子が側面から突き出ている小さな六角形のセルのように見えます。 このような分子の配置により、五酸化リンの密度は2.3g/cm3と、他の結晶性固体に比べて低い。 五酸化リンの幾何学的構造は炭化水素結晶のアダマンタンに似ており、共有結合した化合物としては比較的高い340℃の融点を持っている。 五酸化リンの沸点は融点より20℃高いだけなので、融解をスキップして直接気体に昇華することがよくあります。
五酸化リンの分子の六角形の細胞は弱いファンデルワールス力（分子間の静電力引力）によって一緒に保持されています。 五酸化リンには6つのP-O-P結合と4つのP-O結合があります。 P-O-P結合の双極子-双極子相互作用によって、分子が結合しているのです。 P-O-P結合は、酸素原子の負の原子価を持つ極性です。
五酸化リンのすべての多形は、リンと酸素原子の四面体配置の周りに基づいています。 一般に、以下に示すo’-(P2O5)型のようにP=O二重結合で形成されます。
多形の多くは、通常の五酸化リンとわずかに異なる分子配置を持ちます。 たとえば、安定な「O」型は、さまざまなケイ酸塩鉱物の構造と同様に、P6O6環の環状配列で構成されています。 五酸化リンの多形の1つは、任意の2つの異なる多形を融合して作られる非晶質ガラスです。
Phosphorus Pentoxide: 化学的性質
五酸化リンは極性化合物である。 酸素とリンの電気陰性度の差は1.4であり、P-O結合はむしろ極性を持つ性質を持っています。 五酸化リンは極性化合物ですが、水には溶けず、発熱性の加水分解を起こします。 五酸化リンは無水物であり、化合物から水（H2O）を取り除くことで生成する。 五酸化リンはリン酸（H3PO4）の無水物に相当し、式：
P4O10 + 6H2O → 4H3PO4
この反応の変化エンタルピーは-177 kJ/mol であり、P4O10 1モルにつき177 kJのエネルギーを熱として放出することになる。 この水との反応は、肥料の原料として非常に重要なリン酸を工業的に大量に生産するための主要な方法の1つです。
五酸化リンは不燃性で、酸素と反応して火炎を発生させることはありません。 しかし、五酸化リンと水および木材などの含水物質との加水分解反応は非常に発熱性が高く、含水物質と大気との間で燃焼反応を触媒するのに十分なエネルギーを放出することができます。 五酸化リンは金属に対して非常に腐食性が高く、金属と接触させると様々な金属酸化物やリン酸塩金属を生成します。 また、人体組織に対しても非常に腐食性が高く、低濃度でも化学熱傷や呼吸器系の炎症を起こすことがあります。
Phosphorus Pentoxide.の項参照。
五酸化リン：生産と使用
歴史的に五酸化リンを形成する主な方法は、元素状リンと酸素の燃焼によるものです。 元素状リンの同素体の1つである白リンは、4個のリン原子が四面体構造に配置された分子でできています。 1513>
P4 + 5O2 → P4O10
このようにして生成された五酸化リンのほとんどは、リン酸を作るためのものですが、最近の方法では、リン酸を作るために白リンから始める必要はなくなっています。 五酸化リンは水と反応しやすいので、大気中の微量の水分を引き出して、湿気のない乾燥した空間を保つことができます。 五酸化リンは、水の加水分解によりリン酸のグミのような層ができ、水分除去の効果が阻害されることがあります。 そのため、工業用として使用される五酸化リンは、ほとんどが粒状で作られています。
五酸化リンの乾燥剤としての特性は、多くの酸を対応する無水物に変換するためによく利用されます。 たとえば、五酸化リンは硝酸（HNO3）をその無水物である五酸化二窒素（N2O5）に変えます。 また、硫酸（H2SO4）を酸素1個と水素2個を除去して三酸化硫黄（SO3）に、水1分子を除去して過塩素酸水素（HClO4）を七酸化二塩素（Cl2O7）に変換します。
“We define organic chemistry as the chemistry of carbon compounds.” （有機化学を炭素化合物の化学と定義する）。 – August Kekule
乾燥剤として使用されない五酸化リンの大部分は、他の化合物を作るための中間反応体として使用される。 有機化学では、五酸化リンは、アミドをニトリルに変換するように、有機化合物を脱水するために使用され、ゴム製造や研究所の手順で使用される有機分子の重要なクラスです。 五酸化リンは吸湿性が高いので、近くの環境から水を吸い上げ、反応してリン酸を生成します。 五酸化リンは通常、工業用乾燥剤として使用され、酸を無水物に変える中間反応体としての役割も担っている。 1分子がP4O10という分子式を持っていても、経験式P2O5から五酸化リンと呼ばれる。 五酸化リンの特徴は、分子形状の異なる多形がいくつか存在することである。 最も一般的な形態は、4つの異なるリン四面体からなる六角形のセルである。 五酸化リンは金属に対して腐食性があり、低濃度でも人体組織に損傷を与える可能性があります
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