Wasserstoffbrücken. I. Molekül‐ und KristallStruktur der Phosphonsäure H 3 PO 3 – Röntgen‐ und Neutronenbeugungsuntersuchungen an der Hydrogen‐ und der Deuterium‐Verbindung

Die Struktur der Phosphonsäure H 3 PO 3 wurde mittels Neutronenbeugung (λ = 104,22 pm) an einem Einkristall bei 15,0 ± 0,1 K neu bestimmt, so daß Gitterparameter { Pna 2 1 ; Z = 8; a = 716,6(3); b = 1201,3(5); c 674,3(3) pm} und Bindungslängen {Mittelwerte aus zwei kristallographisch unabhängigen Molekülen: PO 155; P = O 150; PH 139; OH 101 pm} nun sehr genau ( R = 0,053) bekannt sind. Jedes Molekül nimmt teil an vier unsymmetrischen Wasserstoff‐Brückenbindungen (O…H 155 bis 160 pm; OH…O 168 bis 177°), wobei die Hydroxyl‐Gruppen als Donoren und die Phosphoryl‐Fragmente als jeweils zweifache Akzeptoren auftreten. Insgesamt wird so ein komplexes, aus Maschen von vier und acht Knoten im Verhältnis 1:2 bestehendes Raumnetz aufgespannt, obwohl die Moleküle selbst verhältnismäßig übersichtlich im Sinne einer kubisch dichtesten Anordnung gepackt sind. Eine zum Vergleich bei 173 ± 3 K durchgeführte Röntgenstrukturanalyse ( R = 0,032) ergab in den PO‐Abständen und OPO‐Winkeln kaum nennenswerte Unterschiede; eine zusätzliche, vergleichende Neutronenbeugungsuntersuchung bei 15,0 ± 0,1 K (λ = 131,68 pm; isotrope atomare Auslenkungsparameter) an der Hydrogen‐ ( R = 0,044) und an der Deuterium‐Verbindung ( R = 0,041) führte zu weitgehend übereinstimmenden Strukturmodellen für die Isotopomeren.