Fosforyny to klasa-zawierających fosfor związków pochodzących od kwasu fosforawego (H₃PO₃), powszechnie reprezentowana wzorem Mₓ(H₂PO₃)ᵧ lub podobnymi postaciami, w których jony metali lub amonowe łączą się z anionami fosforynowymi, tworząc sole. Jako ważna gałąź chemii fosforu, fosforyny zachowują pewne cechy kwasu macierzystego pod względem struktury, właściwości i funkcji, a jednocześnie wykazują różnorodny potencjał zastosowań ze względu na udział jonów metali, odgrywających istotną rolę w produkcji przemysłowej i rolnej oraz badaniach naukowych.
Z chemicznego punktu widzenia strukturalnego anion fosforynowy powstaje w wyniku zastąpienia dwóch ulegających jonizacji atomów wodoru hydroksylowego kwasu fosforawego kationami metali. Dlatego fosforyny na ogół zatrzymują atom wodoru bezpośrednio związany z fosforem (wiązanie P – H) i utrzymują czworościenną strukturę podwójnego wiązania P=O. Struktura ta nadaje im pewne zdolności redukujące i koordynujące, podczas gdy ich struktura krystaliczna, rozpuszczalność i stabilność termiczna różnią się znacznie w zależności od kationu metalu. Na przykład fosforyny metali alkalicznych są na ogół łatwo rozpuszczalne w wodzie, podczas gdy niektóre fosforyny metali przejściowych mają ograniczoną rozpuszczalność w wodzie, ale mogą tworzyć trwałe kompleksy w określonych rozpuszczalnikach lub środowiskach koordynacyjnych.
Pod względem właściwości fizykochemicznych większość fosforynów to białe lub bezbarwne kryształy. Na morfologię kryształów wpływa promień kationu i tryb koordynacji i mogą one mieć kształt sześcienny, sześciokątny lub warstwowy. Ich roztwory wodne są często słabo zasadowe lub prawie-obojętne, w zależności od tendencji jonów metali do hydrolizy. Na ogół mają wysoką stabilność termiczną, ale w warunkach silnego kwasu lub wysokiej temperatury mogą rozkładać się, uwalniając gazową fosfinę lub przekształcając się w fosforany; proces ten należy kontrolować podczas odzysku i unieszkodliwiania.
Funkcjonalne zalety fosforynów skupiają się w trzech aspektach: po pierwsze, ich właściwościach redukujących, które można wykorzystać do redukcji jonów metali, wstępnej obróbki galwanicznej i etapów redukcji w niektórych syntezach organicznych; po drugie, jako stabilizatory w polimerach, zwłaszcza polichlorku winylu i poliestrach, mogą wychwytywać wolne rodniki, hamować degradację oksydacyjną i przedłużać żywotność produktu; po trzecie, ich zdolności koordynacyjne i chelatujące, które mogą tworzyć kompleksy z jonami metali przejściowych, stosowane w przygotowaniu katalizatorów i detekcji jonów metali.
Zastosowania przemysłowe obejmują wiele dziedzin. W przemyśle uzdatniania wody fosforyny można stosować jako inhibitory korozji, tworząc warstwę ochronną na powierzchniach metalowych, spowalniającą korozję i osadzanie się kamienia. W rolnictwie niektóre fosforyny, ze względu na ich niską toksyczność i działanie-wspomagające wzrost, są badane jako induktory odporności roślin lub suplementy pierwiastków śladowych. W dziedzinie materiałów-ognioodpornych pochodne fosforynów w połączeniu z grupami organicznymi mogą nadawać tworzywom sztucznym i gumie doskonałe właściwości zmniejszające palność i tłumiące dym, spełniając wymagania bezpieczeństwa w budownictwie i transporcie.
Jeśli chodzi o aspekty środowiskowe i bezpieczeństwo, większość fosforynów charakteryzuje się lepszą biodegradowalnością i niższym ryzykiem ekologicznym w porównaniu z wysoce toksycznymi fosforkami. Jednakże w przypadku niektórych fosforynów metali ciężkich należy nadal wziąć pod uwagę wpływ ługowania metali ciężkich na środowisko. Odpowiedni dobór rodzajów kationów i kontrola dozowania są kluczem do osiągnięcia równowagi pomiędzy wydajnością a ochroną środowiska.
Ogólnie rzecz biorąc, fosforyny, dzięki ich projektowalnej strukturze, podwójnej funkcji redukcji i stabilizacji oraz dobrej kompatybilności, stały się ważnymi materiałami funkcjonalnymi w obróbce metali, modyfikacji polimerów, rekultywacji środowiska i specjalistycznych chemikaliach. Ich dalszy rozwój i perspektywy zastosowań kompozytowych zasługują na ciągłą uwagę.
