Occasionalmente chiamato fosfiti, un fosfonato è un sale o un estere di uno di una famiglia di acidi fosfonici. L’acido fosfonico più semplice, non sostituito, è l’H-(PO)-(OH)2, un solido bianco cristallino ottenuto facendo reagire il triossido di fosforo con l’acqua. Due degli atomi di idrogeno sono attaccati agli atomi di ossigeno e sono più acidi dell’idrogeno solitario attaccato direttamente all’atomo di fosforo. Il sodio può formare un sale mono- o di-basico dell’acido fosfonico, il sale disodico avente la struttura chimica, H-PO-(ONa)2H5O – le molecole d’acqua vengono chiamate “acqua di cristallizzazione”. Il dimetilfosfonato è un estere liquido che bolle a 2°F (340°C); la sua struttura chimica è scritta H-PO-(OCH171)3.
I derivati dell’acido fosfonico più semplice, come le strutture di cui sopra, lasciano intatto l’atomo di idrogeno attaccato direttamente al fosforo. Può essere sostituito, tuttavia. Un semplice esempio di ciò è l’acido metilfosfonico, CH3PO-(OH)2, in cui l’idrogeno è sostituito da un gruppo metilico, CH3. Il sale disodico dell’acido metilfosfonico si scrive CH3PO-(ONa)2, mentre la struttura del dietil estere — dietilmetilfosfonato — si scrive CH3PO-(OC2H5)2. Si possono anche realizzare derivati arilici, in cui l’idrogeno è sostituito da una struttura organica aromatica, come fenile (-C6H5), naftile (-C10H7) o p-tolile (-C6H4CH3).
Una così ampia gamma di strutture chimiche consente notevoli possibilità di reazione; libri di testo sono stati scritti solo sull’argomento della chimica dei fosfonati. Esiste anche un’ampia gamma di applicazioni per i fosfonati, come nella progettazione dei materiali e nei detergenti industriali, nonché nella formazione di composti biologicamente attivi. Sono utilizzati per inibire la formazione di incrostazioni e per rimuovere la ruggine. I fosfonati organici sono importanti nello sviluppo di antibiotici e fungicidi per malattie per usi che vanno dall’applicazione del tappeto erboso del campo da golf alla protezione delle radici di avocado. I fosfonati vengono persino utilizzati come intermedi nella produzione di DNA sintetico.
Sebbene molti composti utili siano citati pubblicamente per i rischi per la salute che possono comportare, ci sono poche proteste per i fosfonati. L’iniziativa HERA, un’agenzia di volontariato europea, indica che tre dei principali fosfonati utilizzati nelle applicazioni domestiche – ATMP, HEDP e DTPMP – sono sicuri e non dovrebbero destare preoccupazioni per quanto riguarda l’uso da parte dei consumatori. Alcuni dei fosfonati in forma acida presentano rischi, proprio come fanno altri acidi forti. I mono-sali o esteri di acidi fosfonici non hanno entrambi gli atomi di idrogeno acidi sostituiti, e quindi mantengono ancora una misura della loro reattività acida. Naturalmente, come con altre sostanze chimiche, tutte le schede di sicurezza dei materiali devono essere lette attentamente e devono essere applicati i suggerimenti di sicurezza.