– UE : 6 –

2016-2017 Le Phosphore
Le Phosphore
– UE : 6 –
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Semaine : n°11 (du 14/11/16 au
18/11/16 )
Date : 14/11/2016
Heure : de 8h à 10h Professeur : Pr. Benoit Desprez
Binôme : n°37 Correcteur : n°39
Remarques du professeur AUCUNE
PLAN DU COURS
I) Tableau périodique
A) L' azote
B) phosphore
C) Nombreux allotropes du phosphore
D) Autres formes adoptées de la molécule
II) Diagramme de Frost
A) Comparaison des diagrammes de Frost de l'Azote et du phosphore
III) « Phylogénie » des dérivés du phosphore
IV) Dérivés chlorés et dérivés oxygénés
A) Phosphore oxophile
B) ADN/ ARN
V) Dérivés du phosphore au degré d’oxydation -III
VI) Phosphines et dérivés
A) Exemple de réaction organique catalysée par un complexe entre une
phosphine et un métal de transition:
B) Rôle des ligands phosphines dans cette réaction
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VII) Synthèse des phosphines
A) Fabrication des phosphines avec un phosphore électrophile
B) Fabrication des phosphines avec un phosphore nucléophile
VIII) Caractéristiques des phosphines fraîchement synthétisées:
A) Différence de taille importante entre le Phosphore et l’Hydrogène
B) Polarité de liaison entre P-H et N-H
C) Comparaison des doublets non liants de P et de N
IX) Réaction de Mitsunobu
X) Réaction de Wittig
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I) Tableau périodique
A) Azote
Pour l’Azote: période n° 2, pour un atome de configuration 2s2 2p3.
La chimie de l’Azote est une chimie trivalente
B) Phosphore
• C’est un élément que l’on retrouve dans le groupe 15, juste sous l ‘Azote.
• C’est un élément dont la chimie est assez diversifiée, trouvant beaucoup d’utilisations en synthèse
organique grâce à l’utilisation de composés organo-phosphorés.
La diversité de la chimie du phosphore vient principalement du fait que l’on soit en nombre quantique
principal 3 (dans la 3ème période): donc des orbitales d seront disponibles.
Pour le phosphore: période 3s2 3p3
En faisant abstraction des orbitales d, une partie de la chimie du phosphore comme celle de le chimie de
l’azote est une chimie de composés trivalents.
Comme nous sommes en nombre quantique principal 3, l’on aura ainsi la possibilité de créer des
orbitales d, ce qui augmente la valence potentielle du phosphore.
Un électron est envoyé de la couche 3S à la 3P: cela donne une configuration à 5 électrons d’énergies
équivalentes, avec:
•Un phosphore pentavalent, qui est hybridé Sp3 ainsi qu’une orbitale d. Il y aura donc une géométrie
particulière ressemblant à deux tétraèdres collés par une base.
•Un autre phosphore trivalent
En Sp3 d nous avons ainsi une pentavalence: le phosphore possédera 3 substituants dans un plan et deux
substituants de part et d’autre du plan.
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Un exemple typique de molécule avec cette géométrie est le pentachlorure de phosphore PCl5, avec
un Phosphore d’oxydation 5 qui a perdu ses électrons de valence au profit des atomes de chlore qui sont
plus électronégatifs que lui.
Dans cette configuration, 3 atomes de chlore sont présents dans un même plan et 2 atomes de chlore sont
perpendiculaires à ce plan.
C) Nombreux allotropes du phosphore
L’Atome de phosphore appartient au bloc d, et l’une des caractéristiques des éléments de ce bloc, surtout
dans le groupe 15, est de posséder de nombreux allotropes.
Le phosphore à l’état fondamental est P4: sa structure dans l’espace possède des angles de liaison très
contraints, constituant une forte contrainte géométrique:
-Doublets non liants à chaque sommet
-C’est donc une molécule très instable et donc très réactive en chimie
-Elle est ainsi biologiquement toxique
Le Phosphore P4 est appelé phosphore blanc, ce qui lui a donné son nom:
Phosphore: signifie « qui porte la lumière », la molécule de P4 est ainsi douée de cette capacité de
phosphorescence
Le P4 dans l’air, en présence d’oxygène, s’oxyde spontanément pour donner un oxyde P410. P410 est
fourni lors de l’oxydation sous une forme excitée qui va retourner à l’état fondamental en émettant de la
lumière (émission d’un photon).
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D) Autres formes adoptées de la molécule
Cette Molécule pourra adopter d’autres formes:
Elle pourra passer de la forme P4 très tendue à une forme polymérique « Pn » ou « phosphore rouge »,
beaucoup moins réactive, car une partie de la tension de la molécule aura alors disparu.
Elle sera ainsi:
• Moins instable
• Moins réactive
• Moins toxique
Il est aussi polymérique: substance beaucoup moins soluble, ainsi moins agressive pour les systèmes
biologiques et moins toxiques, moins biodisponible (comme les autres substances polymériques)
Ceci est aussi lié à la diminution de la tension de cycle et de la polarité intrinsèque rendant la molécule
ainsi moins réactive.
Quand P4 est chauffé à température élevée: une forme P2 de phosphore est obtenue qui est l’équivalent
du diazote N2.
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