Фосфор Виконав: учень 10-Б класу Семанін Дмитро

Фосфор Білий,складається з молекул P4, які мають форму тетраєдра. Фосфор має електронну конфігурацію: [Ne] 3s23p3. В утворенні молекули приймають участь р-орбіталі, вони утворюють тільки б-звя зки. При обанні чотирьох атомів в молекулу, кут зменшується від 90 градусів до 60 градусів, тому молекула як стиснута пружина. Цим пояснюється висока реакційна здатність.

Фосфор за звичайних умов. За звичайних умов-це білий порошок. Має молекулярну кристалічну гратку. У порошкоподібному стані фосфор самозаймається прямо на повітрі. Білий фосфор добре розчиненій в CS2, ефірі, але малорозчинний у воді, тому зберігають його під шаром води. Легко зєднується з галогенами, енергічно реагую із сіркою і багатьма металами. Сильні окисники окиснюють його до фосфорної кислоти. Фосфор виділяє легко відновлювальні метали (золото, срібло, мідь, свинець) з їх солей, та й ще реагує з ними.

Білий фосфор Білий фосфор отримують відновленням фосфату кальцію вуглецем: Ca3(PO4)2+3SiO2+5C=1/2P4 +3CaSiO3+5CO. Має унікальні властивості- світиться в темряві. Це відбувається через те, що пари, які постійно над ним, окиснюються з виділенням світла. Білий фосфор дуже отруйний. Доза 0,1 г смертельна для людини.

Червоний фосфор. При нагріванні білого фосфору у закритій посудині до 260 градусів він перетворюється у червоний фосфор, який менше реакційноздатний і абсолютно нешкідливий. Це перетворення відбувається повільно і при нормальній температурі під дією світла. Це порошок темно-червоного кольору. Зазвичай червоний фосфор є сумішшю фіолетового з розчином білого у фіолетовому фосфорі. Не світиться в темноті і самозаймається при температурі більше 400 градусів. Реагує з галогенами і сіркою при більш високій температурі і не осаджує метали із розчинів їх солей.

Світло-червоний фосфор. Отримується при кипятінні звичайного фосфору з трибромистим фосфором. Більш реакційноздатний, ніж червоний. Він розчиняється в їдкому лузі і осаджує мідь з розчину сульфату міді. Не отруйний.

Фіолетовий фосфор. Утворюється із білого фосфору при нагріванні та високому тиску (500 атм). Схожий на червоний, але більш однорідний. Він складається з групувань P8 і P9, які укладені в довгі трубчасті структури з пятикутним перетином.

Чорний фосфор. Отримують із білого фосфора нагріванням при 200 градусах і високому тиску атм. Нещодавно було знайдено, що білий фосфор можна перетворювати на чорний без використання високого тиску при каталізаторній дії ртуті. Структура чорного фосфору нагадує графіт, тільки різниця в тому, що шари не плоскі, гофровані. У кристалах кожний атом звязаний з трьома іншими атомами. Утворюються нескінченні шари, які складаються з двох площин паралельних атомів. При нагріванні без доступу кисню він, як і червоний, переходить у пару, з якої конденсується білий фосфор.

Хімічні властивості. Фосфор належить до головної підгрупи пятої групи періодичної системи Менделєєва. Порядковий номер його 15. Маючи на зовнішній електронній оболонці 5 електронів, атоми фосфору виявляють властивості окисника і, приєднуючи від атомів інших елементів 3 електрони, яких бракує для заповнення зовнішньої оболонки перетворюються в негативно тривалентні іони. Разом з тим атоми фосфору можуть також втрачати свої валентні електрони, перетворюючись при цьому в позитивно заряджені іони.

Взаємодіє з: З киснем сполучається досить енергійно, особливо білий, виділяючи значну кількість тепла і утворюючи пентоксид фосфору P2O5: - 4P+5O2 =2P2O5. Фосфор досить легко реагує з іншими неметалами, особливо з хлором, з яким він навіть при невеликому нагріванні енергійно взаємодіє з утворенням безбарвних кристалів пентахлориду фосфоруPCl5: - 2P+5Cl2=2PCl53 При дуже високій температурі фосфор, подібно до азоту, може сполучатися з багатьма металами, утворюючи фосфіди: - 2P+3Ca=Ca3P2. З воднем фосфор безпосередньо не взаємодіє. Але посереднім шляхом можна одержати сполуки фосфору з воднем. Наприклад, при дії на фосфід кальцію розведеної хлоридної кислоти утворюється фосфін PH3, який за своїми властивостями нагадує аміак: - Ca3P2+6HCl=3CaCl2+2PH3.

Ступінь окисленн я ФормулаНазва Основніс ть Стійкі сполуки +1H 3 PO 2 Гіпофосф орна кислота 1кислота, солі +3H 3 PO 3 Фосфітна кислота 2кислота, солі +5(HPO 3 ) n Метафос форні кислоти nсолі(n=3,4) +5H 3 PO 4 (орто)фо сфорна кислота 3кислота, солі +5H4P2O7H4P2O7 Пірофос форна кислота 4кислота, солі Сполуки. Кислоти:

Отримання. У вільному стані фосфор одержують шляхом відновлення фосфату кальцію вугілля в присутності діоксиду кремнію : - Ca3(Po4)2+3SiO2=3CaSiO3+P2O5 - P2O5+5C=2P+5CO Процес відновлення проводять у спеціальних електричних печах при температурі близько 1500 градусів. Діоксид кремнію додається для зниження температури реакції, витиснення фосфатного ангідриду з фосфату кальцію і видалення з печі твердих продуктів у вигляді розплавленого шлаку CaSiO3. Одержуваний фосфор виділяється в пароподібному стані, який потім охолоджують і збирають у приймачі з водою.

Застосування. У практиці застосовують переважно червоний фосфор. Використовується він головним чином у сірниковому виробництві. В суміші з товченим склом і клеєм червоний фосфор наносять на бокові поверхні сірникових коробок. До складу головок сірників фосфор не входить. При терті головки сірника об бокову поверхню сірникової коробки запалюється фосфор,який підпалює головку сірника, а від головки запалюється й дерево сірника.

Біологічна роль. Елементний фосфор майже не зустрічається в природі. Роль сполук фосфору в природі значно більша: Фосфатний звязок поєднує послідовні нуклеотиди в нитках ДНК та РНК. АТФ слугує головним енергетичним носієм клітин. Фосфоліпіди формують клітинні мембрани. Міцність кісток визначаеться наявністю в них фосфатів.

Дякую за увагу!