Фосфорыг . Цагаан фосфор гэрэлтдэг

Байгаль дахь тархалт. Дэлхийн царцдас дахь фосфорын массын эзлэх хувь 0.08% байна. Байгальд байдаг фосфорын хамгийн чухал эрдэс бол фторапатит Са5(PO4)3F ба фосфорит Са3(PO4)2 юм.

Үл хөдлөх хөрөнгө.Фосфор нь шинж чанараараа эрс ялгаатай хэд хэдэн аллотроп өөрчлөлтийг үүсгэдэг. Цагаан фосфор бол зөөлөн талст бодис юм. P4 молекулуудаас бүрдэнэ. 44.1 хэмийн температурт хайлдаг. Нүүрстөрөгчийн сульфид CS2-д маш сайн уусдаг. Маш хортой, амархан гал авалцдаг.

Цагаан фосфорыг халаахад улаан фосфор үүснэ. Энэ нь өөр өөр молекулын урттай хэд хэдэн өөрчлөлтийн холимог юм. Улаан фосфорын өнгө нь үйлдвэрлэлийн арга, нөхцлөөс хамааран цайвар улаанаас нил ягаан, хар хүрэн хүртэл янз бүр байж болно. Түүний хайлах цэг нь 585-600 ° байна.

Хар фосфор нь хамгийн тогтвортой өөрчлөлт юм. Гадаад төрхөөрөө бал чулуутай төстэй. Цагаан фосфороос ялгаатай нь улаан ба хар фосфор нь нүүрстөрөгчийн дисульфидэнд уусдаггүй;

Фосфор нь химийн хувьд азотоос илүү идэвхтэй байдаг. Фосфорын химийн идэвхжил нь түүний агуулагдах аллотропийн өөрчлөлтөөс хамаарна. Тиймээс цагаан фосфор хамгийн идэвхтэй, хар фосфор хамгийн бага идэвхтэй байдаг.

Химийн урвалын тэгшитгэлд цагаан фосфорыг ихэвчлэн P4 томъёогоор бичдэг бөгөөд энэ нь түүний молекулуудын найрлагатай тохирч байна. Фосфорын улаан ба хар өөрчлөлтийг ихэвчлэн P томьёогоор бичдэг. Хэрэв өөрчлөлт нь тодорхойгүй эсвэл өөр байж болох тохиолдолд ижил тэмдгийг ашиглана.

1. Энгийн бодисуудтай харилцан үйлчлэх - металл бус. Фосфор нь олон металл бус бодисуудтай урвалд орж болно: хүчилтөрөгч, хүхэр, галоген, фосфор нь устөрөгчтэй урвалд ордоггүй; Фосфорын илүүдэл эсвэл дутагдалтай эсэхээс хамааран фосфорын нэгдлүүд (III) ба (V) үүсдэг, жишээлбэл:

2P + 3Br2 = 2PBr3 эсвэл 2P + 5Br2 = 2PBr5

2. Металлуудтай харилцан үйлчлэх. Фосфорыг металлаар халаахад фосфидууд үүсдэг.

3Mg + 2P = Mg3P2

Зарим металлын фосфид нь усаар задарч, PH3 фосфины хий үүсгэдэг.

Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2PH3

Фосфин РН3 нь аммиак NH3-тай төстэй химийн шинж чанартай байдаг.

3. Шүлттэй харилцан үйлчлэл. Цагаан фосфорыг шүлтлэг уусмалд халаахад энэ нь дараах байдалтай байна.

P4 + 3NaOH + 3H2O = PH3 + 3NaH2PO2

Баримт. Фосфорыг фосфорит, фторапатитаас тусгаарлагдсан кальцийн фосфат Ca3(PO4)2-аас үйлдвэрийн аргаар гаргаж авдаг. Үйлдвэрлэлийн арга нь Ca3(PO4)2-ийг фосфор болгон бууруулах урвал дээр суурилдаг.

Кокс (нүүрстөрөгч) нь фосфорын нэгдлүүдийг багасгах бодис болгон ашигладаг. Кальцийн нэгдлүүдийг холбохын тулд кварцын элс SiO2-ийг урвалын системд нэмнэ. Уг процессыг цахилгаан зууханд хийдэг (үйлдвэрлэлийг цахилгаан дулаан гэж ангилдаг). Урвал нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана.

2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C = 6CaSiO3 + P4 + 10CO

Урвалын бүтээгдэхүүн нь цагаан фосфор юм. Техникийн фосфор нь хольцтой тул шар өнгөтэй байдаг тул үйлдвэрт үүнийг шар фосфор гэж нэрлэдэг.

Фосфорын бордоо. Фосфор нь азотын нэгэн адил ургамлын өсөлт, амин чухал үйл ажиллагааг хангах чухал элемент юм. Ургамал нь хөрсөөс фосфорыг гаргаж авдаг тул түүний нөөцийг үе үе фосфорын бордоо нэмж нөхөх шаардлагатай. Фосфорын бордоог байгалийн фосфорит ба фторапатитын нэг хэсэг болох кальцийн фосфатаас гаргаж авдаг.

Хамгийн энгийн фосфорын бордоо - фосфатын чулуулаг нь нунтагласан фосфорит Ca3(PO4)2 юм. Энэ бордоо нь маш бага уусдаг тул зөвхөн хүчиллэг хөрсөнд ургамал шингээж авах боломжтой.

Кальцийн фосфат дээр хүхрийн хүчлийн үйлчлэл нь энгийн суперфосфатыг үүсгэдэг бөгөөд түүний гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь кальцийн дигидроген фосфат Ca(H2PO4)2 юм. Энэ нь уусдаг бодис бөгөөд ургамалд амархан шингэдэг. Энгийн суперфосфат үйлдвэрлэх арга нь урвал дээр суурилдаг

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс гадна суперфосфат нь 50% хүртэл кальцийн сульфат агуулдаг бөгөөд энэ нь тогтворжуулагч юм. Бордоо дахь фосфорын агууламжийг нэмэгдүүлэхийн тулд фосфоритыг фосфорын хүчилээр эмчилдэг.

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2

Үүссэн бордоог давхар суперфосфат гэж нэрлэдэг. Фосфорын өндөр агууламжтай өөр нэг фосфатын бордоо бол CaHPO4·2H2O тунадас юм.

Өндөр концентрацитай фосфорын бордоог суперфосфорын хүчлийн үндсэн дээр бэлтгэдэг - полифосфорын хүчлийн H4P2O7, H5P3O10, H6P4O13 гэх мэт холимог Эдгээр хүчлүүд нь фосфорын хүчил H3PO4-ийг вакуумд халаах замаар үүсдэг.

Полифосфорын хүчлүүд аммиактай харилцан үйлчлэхэд аммонийн полифосфатууд үүсдэг бөгөөд үүнийг азот-фосфорын цогц бордоо болгон ашигладаг.

Фосфор нь азотын хамт бусад нарийн төвөгтэй бордоонд ордог, жишээлбэл аммофос NH4H2PO4 ба диаммофос (NH4) 2HPO4.

Фосфор бол амьд ба амьгүй байгалийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь дэлхийн гүнд, ус, бидний биед байдаг бөгөөд академич Ферсман үүнийг "амьдрал, сэтгэлгээний элемент" гэж хочлон нэрлэсэн байдаг. Ашигтай хэдий ч цагаан фосфор нь маш аюултай бөгөөд хортой байдаг. Түүний шинж чанаруудын талаар илүү дэлгэрэнгүй ярилцъя.

Элемент нээх

Фосфорыг нээсэн түүх нь алхимиас эхэлсэн. 15-р зуунаас хойш Европын эрдэмтэд гүн ухааны чулуу буюу ямар ч металлыг алт болгон хувиргах “агуу үрэл”-ийг олохыг эрмэлзсээр ирсэн.

17-р зуунд алхимич Хенниг Брэнд "шидэт урвалж" руу хүрэх зам нь шээсээр дамждаг гэж шийджээ. Энэ нь шар өнгөтэй, энэ нь алт агуулсан эсвэл түүнтэй ямар нэгэн байдлаар холбоотой гэсэн үг юм. Эрдэмтэн материалыг сайтар цуглуулж, хамгаалж, дараа нь нэрсэн. Тэр алтны оронд харанхуйд гэрэлтдэг, сайн шатдаг цагаан бодис хүлээн авсан.

Брэнд нээлтээ "хүйтэн гал" гэж нэрлэсэн. Хожим нь Ирландын алхимич Роберт Бойл, Германы Андреас Магграф нар ижил төстэй аргаар фосфор авах санааг гаргаж ирэв. Сүүлийнх нь мөн нүүрс, элс, эрдэс фосгенитийг шээсэнд нэмдэг. Дараа нь уг бодисыг "гайхамшигт гэрэл зөөгч" гэж орчуулсан phosphorus mirabilis гэж нэрлэсэн.

Гэрэлтүүлэгч элемент

Фосфорын нээлт нь алхимичдын дунд жинхэнэ сенсаци болов. Зарим нь Брэндээс уг бодисыг олж авах нууцыг худалдаж авах гэж хааяа оролдсон бол зарим нь өөрсдөө тэнд очихыг оролдсон. 18-р зуунд энэ элемент нь организмын ясны үлдэгдэлд агуулагдаж байсан нь нотлогдсон бөгөөд удалгүй түүнийг үйлдвэрлэх хэд хэдэн үйлдвэрүүд нээгдэв.

Францын физикч Лавуазье фосфор бол энгийн бодис гэдгийг баталсан. Үелэх системд энэ нь 15 дугаартай. Азот, сурьма, хүнцэл, висмуттай хамт пниктидийн бүлэгт багтдаг бөгөөд металл бус шинж чанартай байдаг.

Элемент нь байгальд нэлээд түгээмэл байдаг. Хувиараа дэлхийн царцдасын массын хувьд 13-р байранд ордог. Фосфор нь хүчилтөрөгчтэй идэвхтэй харилцан үйлчилдэг бөгөөд чөлөөт хэлбэрээр олддоггүй. Энэ нь фосфорит, апатит гэх мэт олон тооны ашигт малтмал (190 гаруй) байдаг.

Цагаан фосфор

Фосфор нь хэд хэдэн хэлбэрээр эсвэл аллотроп хэлбэрээр байдаг. Тэд нягтрал, өнгө, химийн шинж чанараараа бие биенээсээ ялгаатай. Ихэвчлэн цагаан, хар, улаан, металл фосфор гэсэн дөрвөн үндсэн хэлбэр байдаг. Бусад өөрчлөлтүүд нь зөвхөн дээр дурдсан зүйлсийн холимог юм.

Цагаан фосфор нь маш тогтворгүй байдаг. Ердийн гэрлийн нөхцөлд энэ нь хурдан улаан болж хувирдаг боловч өндөр даралт нь хар өнгөтэй болдог. Түүний атомууд нь тетраэдр хэлбэрээр байрладаг. Энэ нь P4 молекулын томьёотой талст молекулын тортой.

Би бас шар фосфорыг онцолдог. Энэ нь бодисын өөр нэг өөрчлөлт биш, харин цэвэршүүлээгүй цагаан фосфорын нэр юм. Энэ нь цайвар эсвэл хар хүрэн өнгөтэй байж болох бөгөөд хүчтэй хоруу чанараараа тодорхойлогддог.

Цагаан фосфорын шинж чанар

Бодисын тууштай байдал, гадаад төрх нь лавтай төстэй. Энэ нь сармисны үнэртэй бөгөөд хүрэхэд тослог юм. Фосфор нь зөөлөн (энэ нь маш их хүчин чармайлтгүйгээр хутгаар таслагдах боломжтой) бөгөөд деформацид ордог. Цэвэрлэсний дараа өнгөгүй болно. Түүний тунгалаг талстууд нь наранд гялалзаж, очир алмааз шиг харагддаг.

Энэ нь 44 градусын температурт хайлдаг. Бодисын идэвхжил нь өрөөний температурт ч илэрдэг. Фосфорын гол шинж чанар нь химилюминесцент эсвэл гэрэлтэх чадвар юм. Агаарт исэлдэж, цагаан ногоон гэрлийг ялгаруулж, цаг хугацаа өнгөрөх тусам аяндаа гал авалцдаг.

Уг бодис нь усанд бараг уусдаггүй боловч хүчилтөрөгчтэй удаан харьцах үед шатаж болно. Энэ нь нүүрстөрөгчийн дисульфид, шингэн парафин, бензол зэрэг органик уусгагчид сайн уусдаг.

Фосфорын хэрэглээ

Хүн фосфорыг энх тайвны болон цэргийн зорилгоор "багшсан". Уг бодисыг бордоонд хэрэглэдэг фосфорын хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Өмнө нь ноосыг будах, гэрэл мэдрэмтгий эмульс хийхэд өргөн хэрэглэгддэг байсан.

Цагаан фосфорыг өргөн хэрэглэдэггүй. Үүний гол үнэ цэнэ нь шатамхай чанар юм. Тиймээс уг бодисыг галын суманд ашигладаг. Энэ төрлийн зэвсэг нь дэлхийн хоёр дайны үед хамааралтай байсан. Үүнийг 2009 онд Газын дайнд, мөн 2016 онд Иракт ашиглаж байжээ.

Улаан фосфорыг илүү өргөн хэрэглэдэг. Шатах тослох материал, тэсрэх бодис, шүдэнзний толгой хийхэд ашигладаг. Төрөл бүрийн фосфорын нэгдлүүдийг үйлдвэрт ус зөөлрүүлэгчид ашигладаг бөгөөд металыг зэврэлтээс хамгаалахын тулд идэвхгүйжүүлэх бодисуудад нэмдэг.

Хүний биед агуулагдах агууламж ба нөлөө

Фосфор бол бидний амин чухал элементүүдийн нэг юм. Кальцитай нэгдлүүд хэлбэрээр шүд, араг ясанд агуулагдаж, ясны хатуулаг, бат бөх чанарыг өгдөг. Элемент нь ATP ба ДНХ-ийн нэгдлүүдэд байдаг. Энэ нь тархины үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай. Мэдрэлийн эсүүдэд байх нь мэдрэлийн импульсийн дамжуулалтыг дэмждэг.

Фосфор нь булчингийн эдэд байдаг. Бие махбодид орж буй уураг, өөх тос, нүүрс уснаас энергийг хувиргах үйл явцад оролцдог. Элемент нь эс дэх хүчил-суурь тэнцвэрийг хадгалж, тэдгээрийн хуваагдал үүсдэг. Энэ нь бодисын солилцоог идэвхжүүлдэг бөгөөд биеийн өсөлт, нөхөн сэргээх үед зайлшгүй шаардлагатай.

Гэсэн хэдий ч фосфор нь аюултай байж болно. Цагаан фосфор өөрөө маш хортой. 50 миллиграммаас дээш тун нь үхэлд хүргэдэг. Фосфорын хордлого нь бөөлжих, толгой өвдөх, ходоодны өвдөлт дагалддаг. Бодисын арьсанд хүрэх нь маш удаан, өвдөлттэй эдгэрдэг түлэгдэлт үүсгэдэг.

Бие дэхь фосфорын илүүдэл нь яс хэврэгших, зүрх судасны өвчин, цус алдалт, цус багадалт зэрэгт хүргэдэг. Мөн элэг, хоол боловсруулах систем нь фосфорын хэт ханалтаас болж зовдог.

Фосфор(Грекийн фосфороос - гэрэлтүүлэгч; лат. Фосфор) P, үечилсэн системийн V бүлгийн химийн элемент; атомын дугаар 15, атомын масс 30.97376. Энэ нь нэг тогтвортой нуклид 31 P. Дулааны нейтроныг барих үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь 18 10 -30 м 2 байна. Гадаад тохиргоо атомын электрон бүрхүүл3 с 2 3х 3 ; исэлдэлтийн төлөв -3, +3 ба +5; P 0-ээс P 5+ (eV) руу шилжих үеийн дараалсан иончлолын энерги: 10.486, 19.76, 30.163, 51.36, 65.02; электроны хамаарал 0.6 эВ; Полингийн электрон сөрөг чанар 2.10; атомын радиус 0.134 нм, ионы радиус (координацийн дугаарыг хаалтанд тэмдэглэсэн) 0.186 нм P 3-, 0.044 нм (6) (P 3+ 0.0m), 5), P 5+-ийн хувьд 0.038 нм (6).

Дэлхийн царцдас дахь фосфорын дундаж агууламж массын хувьд 0,105%, ус, далайд 0,07 мг/л байна. 200 орчим фосфорын эрдэс бодисыг мэддэг. Тэд бүгд фосфатууд юм. Эдгээрээс хамгийн чухал нь апатит,суурь нь юм фосфоритууд.Мөн монацит CePO 4 , ксенотим YPO 4 , амблигонит LiAlPO 4 (F, OH), трифиллин Li(Fe, Mn)PO 4, торбернит Cu(UO 2) 2 (PO 4) 2 12H 2 O, утунит Ca зэрэг практик ач холбогдолтой. ( UO 2) 2 (PO 4) 2 x 10H 2 O, вивианит Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O, пироморфит Pb 5 (PO 4) 3 C1, оюу CuA1 6 (PO 4) 4 (OH) 8 5H 2 ТУХАЙ.

Үл хөдлөх хөрөнгө.Мэдэгдэж байгаагаар St. Фосфорын 10 өөрчлөлт, тэдгээрийн хамгийн чухал нь цагаан, улаан, хар фосфор (техникийн цагаан фосфорыг шар фосфор гэж нэрлэдэг). Фосфорын өөрчлөлтийг тодорхойлох нэгдсэн систем байдаггүй. Хамгийн чухал өөрчлөлтүүдийн зарим шинж чанарыг Хүснэгтэнд харьцуулсан болно. Кристалл хар фосфор (PI) нь хэвийн нөхцөлд термодинамикийн хувьд тогтвортой байдаг. Цагаан ба улаан фосфор нь хувирамтгай боловч хувирах хурд багатай тул хэвийн нөхцөлд бараг хязгааргүй хугацаагаар хадгалагдах боломжтой.

Фосфорын нэгдлүүд металл бус

Энгийн бодис хэлбэрийн фосфор ба устөрөгч нь бараг харилцан үйлчилдэггүй. Фосфорын устөрөгчийн деривативыг шууд бус аргаар олж авдаг, жишээлбэл:

Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3

Фосфин РН 3 нь ялзарсан загасны үнэртэй, өнгөгүй, маш хортой хий юм. Фосфины молекулыг аммиакийн молекул гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч H-P-H бондын хоорондох өнцөг нь аммиакийнхаас хамаагүй бага юм. Энэ нь фосфины хувьд эрлийз бонд үүсэхэд s-үүлүүдийн оролцоо багасна гэсэн үг юм. Фосфор-устөрөгчийн холбоо нь азот-устөрөгчийн холбооноос бага бат бөх байдаг. Фосфины хандивлагч шинж чанар нь аммиакийнхаас бага тод илэрдэг. Фосфины молекулын туйлшрал бага, протоныг хүлээн авах сул идэвхжил нь зөвхөн шингэн ба хатуу төлөвт устөрөгчийн холбоо байхгүй, мөн уусмал дахь усны молекулууд, мөн фосфони ионы PH 4 + тогтворгүй байдалд хүргэдэг. . Хатуу төлөвт хамгийн тогтвортой фосфоны давс нь түүний иодид PH 4 I юм. Фосфонийн давс нь ус, ялангуяа шүлтлэг уусмалд хүчтэй задардаг.

PH 4 I + KOH = PH 3 + KI + H 2 O

Фосфин ба фосфонийн давс нь хүчтэй бууруулагч бодис юм. Агаарт фосфин нь фосфорын хүчил болж шатдаг.

PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

Идэвхтэй металлын фосфидыг хүчилээр задлах үед дифосфин P 2 H 4 нь фосфины хольцтой нэгэн зэрэг үүсдэг. Дифосфин нь гидразинтэй төстэй молекулын бүтэцтэй өнгөгүй дэгдэмхий шингэн боловч фосфин нь үндсэн шинж чанарыг харуулдаггүй. Энэ нь агаарт аяндаа дүрэлзэж, гэрэлд хадгалах эсвэл халах үед задардаг. Түүний задралын бүтээгдэхүүн нь фосфор, фосфин, шар аморф бодис агуулдаг. Энэ бүтээгдэхүүнийг хатуу устөрөгчийн фосфид гэж нэрлэдэг бөгөөд түүнд P 12 H 6 томъёог өгдөг.

Галогентэй хамт фосфор нь три- ба пентагалид үүсгэдэг. Эдгээр фосфорын деривативууд нь бүх аналогуудаар алдартай боловч хлорын нэгдлүүд нь практикт чухал ач холбогдолтой юм. RG 3 ба RG 5 нь хортой бөгөөд энгийн бодисоос шууд гаргаж авдаг.

RG 3 - тогтвортой экзотермик нэгдлүүд; PF 3 нь өнгөгүй хий, PCl 3 ба PBr 3 нь өнгөгүй шингэн, PI 3 нь улаан талст юм. Хатуу төлөвт бүх тригалидууд нь молекулын бүтэцтэй талстыг үүсгэдэг. RG 3 ба RG 5 нь хүчил үүсгэдэг нэгдлүүд юм:

PI 3 + 3H 2 O = 3HI + H 3 PO 3

Гурвалсан ба пентаковалентын төлөвт тохирсон фосфорын нитрид хоёулаа мэдэгддэг: PN ба P 2 N 5. Хоёр нэгдлүүдэд азот нь гурван валенттай байдаг. Нитрид хоёулаа химийн хувьд идэвхгүй бөгөөд ус, хүчил, шүлтэнд тэсвэртэй.

Хайлсан фосфор нь хүхрийг сайн уусгадаг боловч өндөр температурт химийн урвал явагддаг. Фосфорын сульфидуудаас P 4 S 3, P 4 S 7, P 4 S 10 нь хамгийн сайн судлагдсан байдаг. Эдгээр сульфидыг нафталины хайлмалд дахин талстжуулж, шар талст хэлбэрээр тусгаарлаж болно. Халах үед сульфидууд шатаж, P 2 O 5 ба SO 2 үүсгэдэг. Устай тэд бүгд устөрөгчийн сульфид ялгарч, фосфорын хүчилтөрөгчийн хүчил үүсэх замаар аажмаар задардаг.

Металлуудтай фосфорын нэгдлүүд

Идэвхтэй металлын хувьд фосфор нь сонгодог валентын дүрмийг дагаж мөрддөг давстай төстэй фосфидыг үүсгэдэг. p-металууд, түүнчлэн цайрын дэд бүлгийн металууд нь хэвийн болон анионоор баялаг фосфидын аль алиныг нь өгдөг. Эдгээр нэгдлүүдийн ихэнх нь хагас дамжуулагч шинж чанарыг харуулдаг, i.e. Тэдгээрийн давамгайлсан холбоо нь ковалент юм. Хэмжээ, эрчим хүчний хүчин зүйлээс шалтгаалж азот ба фосфорын ялгаа нь эдгээр элементүүдийн шилжилтийн металлуудтай харилцан үйлчлэлцэх замаар хамгийн онцлог шинж чанартай байдаг. Азотын хувьд сүүлийнхтэй харьцахдаа гол зүйл бол метал шиг нитрид үүсэх явдал юм. Фосфор нь мөн металл төстэй фосфидыг үүсгэдэг. Ихэнх фосфидууд, ялангуяа ковалент холбоо нь ихэвчлэн галд тэсвэртэй байдаг. Тиймээс AlP 2197 хэмд хайлж, галлий фосфидын хайлах цэг 1577 хэм байна. Шүлт ба шүлтлэг шороон металлын фосфид нь усаар амархан задарч, фосфин ялгаруулдаг. Олон фосфид нь хагас дамжуулагч (AlP, GaP, InP) төдийгүй ферромагнет, жишээлбэл CoP, Fe 3 P.

Фосфин(устөрөгчийн фосфид, фосфорын гидрид, IUPAC нэршлийн дагуу - фосфан PH 3) - ялзарсан загасны өвөрмөц үнэртэй өнгөгүй, маш хортой, тогтворгүй хий.

Өнгөгүй хий. Энэ нь усанд муу уусдаг бөгөөд түүнтэй урвалд ордоггүй. Бага температурт хатуу клатрат үүсгэдэг 8РН 3 ·46Н 2 О Бензол, диэтил эфир, нүүрстөрөгчийн дисульфид уусдаг. -133.8 ° C-т нүүр төвтэй куб тортой талстыг үүсгэдэг.

Фосфины молекул нь C 3v молекул тэгш хэмтэй тригональ пирамид хэлбэртэй (d PH = 0.142 нм, HPH = 93.5 o). Диполь момент нь 0.58 D, аммиакийн моментоос хамаагүй бага байна. PH 3 молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбоо бараг байдаггүй тул фосфины хайлах болон буцлах цэгүүд бага байдаг.

Фосфин нь аммиакаас эрс ялгаатай. Суурь нь аммиакаас хамаагүй сул тул түүний химийн идэвхжил нь усанд муу уусдаг. Сүүлийнх нь H-P холбоо сул туйлширч, фосфор дахь ганц хос электроны идэвхжил (3s 2) аммиак дахь азотынхоос (2s 2) бага байдагтай холбон тайлбарлаж байна.

Хүчилтөрөгч байхгүй тохиолдолд халах үед энэ нь дараах элементүүдэд задардаг.

агаарт аяндаа гал авалцдаг (дифосфины уур эсвэл 100 хэмээс дээш температурт):

Хүчтэй нөхөн сэргээх шинж чанарыг харуулдаг.

Фосфорыг 1669 онд Гамбургийн алхимич Хеннинг Брэнд нээсэн боловч 12-р зуунд Арабын алхимичид фосфор авч чадсан гэсэн нотолгоо байдаг. Брэнд бусад алхимичдын нэгэн адил амьдралын үрэл буюу гүн ухааны чулууг олох гэж оролдсон. Цагаан элс, ууршсан шээсний холимгийг халааж, харанхуйд гэрэлтдэг бодисыг анх "хүйтэн гал" гэж нэрлэжээ. "Фосфор" гэсэн хоёрдогч нэр нь "phos" - гэрэл, "fero" - би авч явдаг грек үгнээс гаралтай. Лавуазье фосфор бол энгийн бодис гэдгийг баталсан.

Байгальд байх, хүлээн авах:

Фосфор нь дэлхийн царцдасын хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг бөгөөд түүний агууламж нь түүний массын 0.08-0.09% байдаг. Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт төлөвт олддоггүй. Энэ нь 190 орчим эрдэс бодис үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь апатит Ca 5 (PO 4) 3 F, фосфорит Ca 3 (PO 4) 2 болон бусад. Фосфор нь ногоон ургамлын бүх хэсэгт, тэр ч байтугай жимс, үрэнд агуулагддаг. Амьтны эдэд агуулагддаг, уураг болон бусад чухал органик нэгдлүүдийн (ATP) нэг хэсэг бөгөөд амьдралын элемент юм.
Фосфорыг 1500°С-ийн температурт кокс ба элстэй харилцан үйлчилсний үр дүнд апатит эсвэл фосфоритоос гаргаж авдаг.
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 = 4P + 10CO + 6CaSiO 3
Үүссэн цагаан фосфорын уур нь усан дор хүлээн авагчид хуримтлагддаг. Фосфоритын оронд бусад нэгдлүүдийг бууруулж болно, жишээлбэл, метафосфорын хүчил:
4HPO 3 + 12C = 4P + 2H 2 + 12CO

Физик шинж чанар:

Энгийн нөхцөлд элементийн фосфор нь хэд хэдэн тогтвортой аллотроп өөрчлөлтийг илэрхийлдэг; Фосфорын аллотропийн асуудал нь нарийн төвөгтэй бөгөөд бүрэн шийдэгдээгүй байна. Ихэвчлэн энгийн бодисын дөрвөн өөрчлөлт байдаг - цагаан, улаан (зураг харна уу), хар, металл фосфор. Заримдаа тэдгээрийг үндсэн аллотроп өөрчлөлтүүд гэж нэрлэдэг бөгөөд бусад нь эдгээр дөрвийн олон янз байдаг гэсэн үг юм. Ердийн нөхцөлд фосфорын зөвхөн гурван аллотроп өөрчлөлт байдаг.
Цагаан фосфор, фосфор нь шингэн ба ууссан төлөвт, түүнчлэн 800 ° C хүртэл ууранд P 4 молекулаас бүрдэнэ. 800 ° C-аас дээш халах үед молекулууд задардаг: P 4 = 2P 2. 2000 ° C-аас дээш температурт молекулууд атомуудад задардаг.
Улаан фосфор(P 4) n томьёотой бөгөөд нарийн төвөгтэй бүтэцтэй полимер, нил ягаанаас ягаан хүртэл сүүдэртэй, хайлсан металлд уусдаг (Bi, Pb).
Хар фосфор- энэ бол хамгийн тогтвортой хэлбэр, метал гялалзсан, хүрэхэд тослог, бал чулуутай маш төстэй, ус эсвэл органик уусгагчид уусдаггүй, хагас дамжуулагч бодис юм.

Химийн шинж чанар:

Фосфорын химийн шинж чанар нь түүний аллотроп өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Цагаан фосфор нь улаан, хар фосфор руу шилжих явцад маш идэвхтэй байдаг тул химийн идэвхжил огцом буурдаг. Цагаан фосфор нь харанхуйд гэрэлтдэг бөгөөд энэ нь фосфорын уурыг исэлдүүлэн бага исэлд хүргэдэг.
Цагаан фосфорыг шатаах үед фосфорын ангидрид үүсдэг. Фосфор нь галоген ба хүхэр, азотын хүчил, шүлттэй харилцан үйлчилдэг. Бууруулах бодис болон исэлдүүлэгч бодис хоёулаа байж болно

Хамгийн чухал холболтууд:

Фосфор (V) оксид, P 2 O 5 буюу фосфорын ангидрид нь цагаан талст бодис юм. Фосфор (V) оксидын молекулын бодит найрлага нь P 4 O 10 томьёотой тохирч байна. Фосфорын ангидрид нь усыг шунахайн шингээж авдаг бөгөөд усны молекулын тоо ба фосфорын исэл (V) P 2 O 5 харьцаанаас хамааран хэд хэдэн төрлийн фосфорын хүчил үүсдэг: мета- ба ортофосфор, дифосфор, түүнчлэн полифосфорын хүчлүүдийн том бүлэг. Полифосфорын хүчлийн хүч нь фосфорын атомын тоогоор нэмэгддэг.
P 2 O 5 нь хэвийн нөхцөлд устай харьцах үед энэ нь гарч ирдэг метафосфорхүчил HPO 3:
P 4 O 10 + 2H 2 O = 4HPO 3
мөн метафосфорын хүчлийн усан уусмалыг халаахад энэ нь үүсдэг ортофосфорхүчил H 3 PO 4:
HPO 3 + H 2 O = H 3 PO 4
Фосфор (III) оксид, P 2 O 3 - өнгөгүй, талст, маш хортой бодис, тааламжгүй үнэртэй, хайлах цэг нь 23.8 ° C. Фосфорын исэл (V) -тэй ижил төстэй байдлаар P 4 O 6 молекулыг үүсгэдэг. Устай хамт фосфорын хүчлийг үүсгэдэг.
Фосфорын хүчил, H 3 PO 3 нь сул хоёр үндсэн хүчил, хүчтэй бууруулагч бодис юм. Түүний өвөрмөц байдал нь зөвхөн хоёр устөрөгчийн атомыг металлаар сольж болох бөгөөд үүнийг фосфит гэж нэрлэдэг. Усан уусмалд халаахад устөрөгч ялгардаг.
H3PO3 + H2O = H3PO4 + H2
Фосфиний хүчил) 2 . Үүссэн кальцийн гипофосфитыг натрийн сульфат эсвэл хүхрийн хүчлийн уусмалаар боловсруулж, натрийн гипофосфит эсвэл чөлөөт хүчил авна.
Фосфорын трихлорид, PCl 3 нь агаарт ялгардаг хурц эвгүй үнэртэй шингэн юм. Bp 75.3° C, mp -40.5° C. Үйлдвэрийн хувьд хуурай хлорыг PCl 3 дахь улаан фосфорын суспензээр дамжуулж гаргаж авдаг.
Фосфорын пентахлорид, PCl 5 нь тааламжгүй үнэртэй, ногоон өнгөтэй талст бодис бүхий цайвар шар өнгөтэй. Кристалууд нь ионы бүтэцтэй байдаг. Tvozg 159° C. Энэ нь PCl 3-ийг хлор эсвэл S 2 Cl 2: 3PCl 3 + S 2 Cl 2 = PCl 5 + 2PSCl 3-тай урвалд оруулснаар олж авдаг.
Устөрөгчийн нэгдлүүд: устөрөгчийн фосфид PH 3 (фосфин) нь сармисны өвөрмөц үнэртэй өнгөгүй хий бөгөөд энэ нь ихэвчлэн илүү идэвхтэй дифосфины ул мөрийг (P 2 H 4) хольц хэлбэрээр агуулдаг тул өрөөний температурт агаарт аяндаа гал авалцдаг. Бэлтгэх: 4P + 3KOH + 3H 2 O = PH 3 + 3KH 2 PO 2
Энэхүү үйлдвэрлэлийн аргын тусламжтайгаар хийн устөрөгчийн фосфид, шингэн устөрөгчийн фосфид, хийн устөрөгч, калийн гипофосфитын хүчилээс гадна тэгшитгэлийн дагуу үүсдэг.
6P+4KOH + 4H 2 O = P 2 H 4 + 4KN 2 PO 2
2P + 2KON + 2H 2 O = H 2 + 2KN 2 PO 2

Хэрэглээ:

Одоогийн байдлаар цагаан фосфорыг шүдэнзэнд ашигладаггүй (хэдийгээр улаан нь шүдэнзний хайрцагны бүрээсэнд орсон хэвээр байгаа боловч) фосфорын нэгдлүүд нь бордоо, пестицид, хагас дамжуулагч бодис үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
Цагаан фосфор нь хортой, хүний ​​үхлийн тун нь ойролцоогоор 0.2 грамм байдаг.
...
...

Семенова Н.В.
ЭМС Тюмений улсын их сургууль, 561 бүлэг.

• Тэмдэглэл - P (фосфор);
• Үе - III;
• Бүлэг - 15 (Ва);
• Атомын масс - 30.973761;
• Атомын дугаар - 15;
• Атомын радиус = 128 pm;
• Ковалентын радиус = 106 pm;
• Электрон тархалт - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;
• хайлах температур = 44.14 ° C;
• буцлах цэг = 280 ° C;
• Цахилгаан сөрөг чанар (Паулингын дагуу/Альпред ба Рочовын дагуу) = 2.19/2.06;
• Исэлдэлтийн төлөв: +5, +3, +1, 0, -1, -3;
• Нягт (үгүй) = 1.82 г / см 3 (цагаан фосфор);
• Молийн хэмжээ = 17.0 см 3 / моль.

Фосфорын нэгдлүүд:

Фосфорыг (гэрэл зөөгч) анх 12-р зуунд Арабын алхимич Ахад Бехил олж авсан. Европын эрдэмтдээс анх фосфорыг нээсэн хүн бол 1669 онд Германы Хенниг Брант бөгөөд хүний ​​шээснээс алт гаргаж авах оролдлого хийж байхдаа (эрдэмтэн шээсний алтан өнгө нь алтны тоосонцор байдгаас үүссэн гэж үздэг. ). Хэсэг хугацааны дараа фосфорыг И.Кункел, Р.Бойл нар олж авсан - сүүлчийнх нь "Хүний шээснээс фосфор бэлтгэх арга" (1680 оны 10-р сарын 14; уг бүтээл 1693 онд хэвлэгдсэн) нийтлэлдээ үүнийг тодорхойлсон. Хожим нь Лавуазье фосфор бол энгийн бодис гэдгийг баталсан.

Дэлхийн царцдас дахь фосфорын агууламж массын 0.08% - энэ нь манай гариг ​​дээрх хамгийн түгээмэл химийн элементүүдийн нэг юм. Өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт төлөвт байгаа фосфор нь байгальд байдаггүй боловч бараг 200 эрдсийн нэг хэсэг бөгөөд хамгийн түгээмэл нь апатит Ca 5 (PO 4) 3 (OH) ба фосфорит Са 3 (PO 4) юм. 2.

Фосфор нь амьтан, ургамал, хүний ​​амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг - энэ нь фосфолипид зэрэг биологийн нэгдлүүдийн нэг хэсэг бөгөөд уураг болон ДНХ, ATP зэрэг бусад чухал органик нэгдлүүдэд байдаг.

Цагаан будаа. Фосфорын атомын бүтэц.

Фосфорын атом нь 15 электрон агуулдаг бөгөөд азоттой төстэй гадаад валентын түвшний электрон тохиргоотой (3s 2 3p 3) боловч фосфор нь азоттой харьцуулахад металл бус шинж чанар багатай байдаг нь чөлөөт d-орбитал байдагтай холбон тайлбарладаг. том атомын радиус, бага иончлолын энерги .

Бусад химийн элементүүдтэй урвалд ороход фосфорын атом нь исэлдэлтийн төлөвийг +5-аас -3 хүртэл харуулж чаддаг (хамгийн ердийн исэлдэлтийн төлөв нь +5, бусад нь нэлээд ховор байдаг).

• +5 - фосфорын исэл P 2 O 5 (V); фосфорын хүчил (H 3 PO 4); фосфат, галоген, фосфорын сульфид V (фосфорын хүчлийн давс);
• +3 - P 2 O 3 (III); фосфорын хүчил (H 3 PO 3); фосфитууд, галогенид, фосфорын сульфид III (фосфорын хүчлийн давс);
• 0 - P;
• -3 - фосфин PH 3; металл фосфид.

Фосфорын атомын үндсэн (өдөөгдөөгүй) төлөвт гаднах энергийн түвшинд s-дэд түвшинд хоёр хос электрон + p-орбиталд 3 хосгүй электрон байдаг (d-орбитал чөлөөт). Өдөөгдсөн төлөвт нэг электрон s-дэд түвшнээс d-орбитал руу шилждэг бөгөөд энэ нь фосфорын атомын валентын чадварыг өргөжүүлдэг.

Цагаан будаа. Фосфорын атомыг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлэх.

P2

Фосфорын хоёр атом нийлж 1000°С орчим температурт Р2 молекул үүсгэдэг.

Бага температурт фосфор нь тетраатом Р4 молекул, мөн илүү тогтвортой полимер P∞ молекулуудад байдаг.

Фосфорын аллотроп өөрчлөлтүүд:

• Цагаан фосфор- хэт хортой (насанд хүрсэн хүний ​​хувьд цагаан фосфорын үхлийн тун нь 0.05-0.15 гр) сармисны үнэртэй, өнгөгүй, харанхуйд гэрэлтдэг лав бодис (P 4 O 6 дахь удаан исэлдэлтийн процесс); цагаан фосфорын өндөр реактив байдлыг сул P-P бондоор тайлбарладаг (цагаан фосфор нь Р 4 томъёотой молекулын болор тортой, зангилаанд нь фосфорын атомууд байрладаг), амархан эвдэрдэг бөгөөд үүний үр дүнд цагаан фосфор, халаах эсвэл удаан хадгалах үед илүү тогтвортой полимер өөрчлөлтүүд болж хувирдаг: улаан, хар фосфор. Эдгээр шалтгааны улмаас цагаан фосфорыг цэвэршүүлсэн усны давхарга дор эсвэл тусгай идэвхгүй орчинд агаарт нэвтрэхгүйгээр хадгалдаг.
• Шар фосфор- шатамхай, маш хортой, усанд уусдаггүй, агаарт амархан исэлдэж, аяндаа асдаг, өтгөн цагаан утаа ялгаруулж, тод ногоон, нүд гялбам дөлөөр шатдаг.
• Улаан фосфор- полимер, усанд уусдаггүй цогц бүтэцтэй, хамгийн бага урвалд ордог бодис. Улаан фосфор нь тийм ч хортой биш учраас үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Ил задгай агаарт улаан фосфор чийгийг шингээж, аажмаар исэлдэж, гигроскоп исэл ("чийгтэй") үүсгэж, наалдамхай фосфорын хүчил үүсгэдэг тул улаан фосфорыг битүүмжилсэн саванд хадгалдаг. Усанд дэвтээсэн тохиолдолд улаан фосфорыг усаар угааж фосфорын хүчлийн үлдэгдэлээс цэвэрлэж, дараа нь хатааж, зориулалтын дагуу хэрэглэнэ.
• Хар фосфор- тослог хар өнгөтэй, хагас дамжуулагч шинж чанартай графит шиг тослог бодис - дундаж урвал бүхий фосфорын хамгийн тогтвортой өөрчлөлт.
• Металл фосфорөндөр даралтын дор хар фосфороос гаргаж авсан. Металл фосфор нь цахилгааныг маш сайн дамжуулдаг.

Фосфорын химийн шинж чанар

Фосфорын бүх аллотроп өөрчлөлтүүдээс хамгийн идэвхтэй нь цагаан фосфор (P 4) юм. Ихэнхдээ химийн урвалын тэгшитгэлд бид P4 биш харин P гэж бичдэг. Фосфор нь азотын нэгэн адил исэлдэлтийн төлөвийн олон хувилбартай байдаг тул зарим урвалын үед энэ нь исэлдүүлэгч бодис, заримд нь харилцан үйлчлэлцдэг бодисоос хамааран бууруулагч бодис юм.

ИсэлдүүлэгчФосфор нь фосфид үүсгэхийн тулд халах үед үүсдэг металлуудтай урвалд орохдоо шинж чанараа харуулдаг.
3Mg + 2P = Mg 3 P 2.

Фосфор нь бууруулах бодисурвалд:

• илүү цахилгаан сөрөг металл бус (хүчилтөрөгч, хүхэр, галоген):
  • Фосфорын (III) нэгдлүүд нь исэлдүүлэгч бодис дутагдалтай үед үүсдэг
    4P + 3O 2 = 2P 2 O 3
  • Фосфорын нэгдлүүд (V) - илүүдэлтэй: хүчилтөрөгч (агаар)
    4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
• Галоген ба хүхэртэй хамт фосфор нь дутуу эсвэл илүүдэлтэй урвалжуудын харьцаанаас хамааран 3 эсвэл 5 валенттай фосфорын галогенид ба сульфидыг үүсгэдэг.
  • 2P+3Cl 2 (долоо хоног) = 2PCl 3 - фосфор (III) хлорид
  • 2P+3S(долоо хоног) = P 2 S 3 - фосфор (III) сульфид
  • 2P+5Cl2(g) = 2PCl 5 - фосфор хлорид (V)
  • 2P+5S(g) = P 2 S 5 - фосфорын сульфид (V)
• төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй:
  2P+5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 +5SO 2 +2H 2 O
• төвлөрсөн азотын хүчилтэй:
  P+5HNO 3 = H 3 PO 4 +5NO 2 +H 2 O
• шингэрүүлсэн азотын хүчилтэй:
  3P+5HNO 3 +2H 2 O = 3H 3 PO 4 +5NO

Фосфор нь урвалд исэлдүүлэгч болон бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг пропорциональ бус байдалхалах үед шүлтийн усан уусмалаар (фосфиноос бусад) гипофосфитууд (гипофосфорын хүчлийн давс) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өвөрмөц бус исэлдэлтийн төлөвийг +1 харуулдаг.
4P 0 +3KOH+3H 2 O = P -3 H 3 +3KH 2 P +1 O 2

ТА САНАЖ БАЙНА: фосфор нь дээр дурдсан урвалаас бусад хүчилтэй урвалд ордоггүй.

Фосфорын үйлдвэрлэл, хэрэглээ

Фосфорыг үйлдвэрийн аргаар кальцийн фосфат агуулсан фосфоритоос (фторапатат) коксоор ангижруулж, кварцын элс нэмэн 1600°С-ийн температурт цахилгаан зууханд шохойжуулах замаар үйлдвэрлэдэг.
Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

Урвалын эхний үе шатанд өндөр температурын нөлөөн дор цахиур (IV) исэл нь фосфорын (V) ислийг фосфатаас зайлуулдаг.
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5.

Дараа нь фосфорын (V) ислийг нүүрсээр багасгаж, чөлөөт фосфор болгоно.
P 2 O 5 +5C = 2P+5CO.

Фосфорын хэрэглээ:

• пестицид;
• шүдэнз;
• угаалгын нунтаг;
• будаг;
• хагас дамжуулагч.