Fosfuro de aluminio

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda
Commons-emblem-notice.svg
 
Fosfuro de aluminio
Sphalerite-unit-cell-depth-fade-3D-balls.png
Estructura tridimensional.
Nombre (IUPAC) sistemático
Aluminio (III) phosphina
General
Otros nombres Monofosfuro de aluminio
Phostoxin
Fumitoxin
Fórmula molecular AlP
Identificadores
Número CAS 20859-73-8[1]
Número RTECS BD1400000
PubChem 30332
Propiedades físicas
Estado de agregación Sólido
Apariencia Amarillo o cristales grises
Densidad 2850 kg/m3; 2.85 g/cm3
Masa molar 57,9552 g/mol
Punto de fusión 317,3 K (44 °C)
Punto de ebullición 550 K (277 °C)
Presión de vapor 20,8 Pa a 294 K
Estructura cristalina Cúbico
Conductividad eléctrica 1,0 × 10-9 W/(K·m
Conductividad térmica 0,235 m-1Ω-1
Banda prohibida 2,5 eV
Propiedades químicas
Solubilidad en agua Reacciona
Termoquímica
ΔfH0gas 12,129 kJ/mol
ΔfH0líquido 0,657 kJ/mol
ΔfH0sólido -166.6 kJ/mol
Calor específico 769 cal/g
Peligrosidad
Punto de inflamabilidad 1073 K (800 °C)
NFPA 704

NFPA 704.svg

4
4
2
W
Riesgos
Dosis semiletal (LD50) 11,5 mg/kg
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.

El fosfuro de aluminio es un compuesto químico de fórmula AlP. La molécula está formada por un átomo de aluminio y otro de fósforo; ambos átomos comparten tres electrones en covalencia. Su naturaleza es la de una sal neutra que cristaliza formando una malla cúbica. Este sólido es generalmente un polvo de color gris, verde o amarillo debido a la presencia de impurezas de su hidrólisis y oxidación. Este material es un semiconductor de banda amplia, y es utilizado como insecticida.

Molécula, cristalización, síntesis y propiedades[editar]

La estructura electrónica atómica de mínima energía es la siguiente: 13Al 3s2 - 3px1 (3 electrones de valencia) 15P 3s2 - 3px1 - 3py1 - 3pz1 (3 a 5 electrones de valencia).

La molécula es lineal y está formada por un átomo de aluminio y otro de fósforo, siendo su estructura electrónica de mínima energía, la siguiente: AlP 3s1[Al]|3px1[P] - 3px1[Al]|3py1[P] - 3py1[Al]|3pz1[P].

El enlace es covalente y comparte tres covalencias.

AlP cristaliza siguiendo el modelo cúbico del Zinc, donde todos los átomos tienen una coordinación tetraédrica. Materiales similares cristalizan de una materia similar, como por ejemplo el GaAs. El grupo espacial al que pertenece esta estructura es denominado en la notación de Hermann-Mauguin como F43m o de la Lista Internacional de Cristalografía con el número 216.[2] [3]

El fosfuro de aluminio puede ser preparado en el laboratorio por ignición de una mezcla de fósforo rojo y polvo de aluminio.[4]

El fosfuro de alumino reacciona con agua o ácidos para formar fosfina.[5]

AlP + 3 H2O → Al (OH)3 + PH3
AlP + 3 H+ → Al3+ + PH3

Pesticida[editar]

AlP es usado como rodenticida, insecticida y fumigante para granos almacenados. Es usado para matar pequeños animales mamíferos como los topos, conejos, y roedores. Las tabletas o pellets contienen típicamente otros compuestos como amoníaco que ayudan a reducir el riesgo potencial de ignición o explosión del gas de la fosfina. La fosfina pura es inodora pero en pureza de grado técnico posee un desagradable olor a ajo o pescado descompuesto, debido a la presencia de fosfinas o difosfinas sustituidas.(P2H4). El uso como insecticida está muy difundido y se utiliza para el tratamiento de mercaderías almacenadas previo a su transporte. Puede ser utilizado para el tratamiento de la mayoría de los granos y sus subproductos.

Como rodenticida, los pellets de fosfuro de aluminio son mezclados con la comida de los roedores. El ácido del sistema digestivo de los roedores reacciona con el fosfuro de aluminio para producir fosfina. Otros pesticidas similares al fosfuro de aluminio son el fosfuro de zinc y el fosfuro de calcio. Como rodenticida, el fosfuro de aluminio puede ser encontrado bajo los nombres de: Celphos, Fumitoxin, Phostoxin, Gastoxin, Quick Phos y Ferrero Fosfuro.

Aplicaciones como semiconductor[editar]

Industrialmente el AlP es un material semiconductor empleado usualmente en aleación con otros materiales binarios para la aplicación en componentes como el diodo (e.j. fosfuro de aluminio galio e indio).[6]

El fosfuro de aluminio sublima en contacto con el aire para producir fosfina e hidróxido de aluminio.

Composición[editar]

El fosfuro de aluminio está compuesto por fósforo y aluminio, formando la molécula de AlP, que en contacto con la humedad ambiente genera un gas muy tóxico llamado fosfina (PH3).

La entalpía de formación de este producto es de -166.6 kJ/mol

Esto significa que generará 0,68 °C/gramo de AlP.

Toxicología[editar]

Es un producto extremadamente tóxico tanto por ingestión directa como inhalado en forma de fosfina producida al reaccionar con agua o un ácido. La dosis semiletal es de 1,5 mg/kg.

Portencial de ionización[editar]

Fosfuro de aluminio
1.er potencial de ionización 1011,8 kJ/mol
2° potencial de ionización 1907 kJ/mol
3.er potencial de ionización 2914,1 kJ/mol
4° potencial de ionización 4963,6 kJ/mol
5° potencial de ionización 6273,9 kJ/mol

Referencias[editar]

  1. Número CAS
  2. L. Kantorovich (2004). Quantum Theory of the Solid State. Springer. p. 32. ISBN 1-4020-2153-4. 
  3. Birkbeck College, University of London
  4. Wayne E. White, A. H. Bushey (1953). «Aluminum Phosphide». Inorganic Syntheses 4:  pp. 23–25. doi:10.1002/9780470132357.ch7. 
  5. Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  6. D. E. C. Corbridge "Phosphorus: An Outline of its Chemistry, Biochemistry, and Technology" 5th Edition Elsevier: Amsterdam 1995. ISBN 0-444-89307-5.