Sarı fosfor özellikleri. Beyaz fosfor

Fosfor canlı ve cansız doğanın önemli bir bileşenidir. Toprağın derinliklerinde, suyun derinliklerinde ve vücudumuzda bulunur ve hatta Akademisyen Fersman ona "yaşam ve düşünce unsuru" adını bile vermiştir. Kullanışlı olmasına rağmen beyaz fosfor son derece tehlikeli ve zehirli olabilir. Özellikleri hakkında daha ayrıntılı olarak konuşalım.

Bir öğeyi açma

Fosforun keşfinin tarihi simya ile başladı. 15. yüzyıldan bu yana Avrupalı ​​bilim adamları, herhangi bir metali altına dönüştürebilecekleri felsefe taşını veya “büyük iksiri” bulma konusunda istekliydiler.

17. yüzyılda simyacı Hennig Brand, "sihirli reaktife" giden yolun idrardan geçtiğine karar verdi. Sarıdır, yani altın içerir veya bir şekilde onunla bağlantılıdır. Bilim adamı materyali dikkatlice topladı, savundu ve sonra damıttı. Altın yerine karanlıkta parlayan ve iyice yanan beyaz bir madde aldı.

Brand keşfi "soğuk ateş" olarak adlandırdı. Daha sonra İrlandalı simyacı Robert Boyle ve Alman Andreas Maggraf, benzer şekilde fosfor elde etme fikrini ortaya attılar. İkincisi ayrıca idrara kömür, kum ve fosgenit minerali de ekledi. Daha sonra maddeye "mucizevi ışık taşıyıcısı" anlamına gelen fosfor mirabilis adı verildi.

Aydınlık eleman

Fosforun keşfi simyacılar arasında gerçek bir sansasyon haline geldi. Bazıları ara sıra maddeyi Brand'den elde etmenin sırrını satın almaya çalıştı, diğerleri ise oraya kendi başlarına ulaşmaya çalıştı. 18. yüzyılda, elementin organizmaların kemik kalıntılarında bulunduğu kanıtlandı ve kısa sürede üretimi için birkaç fabrika açıldı.

Fransız fizikçi Lavoisier fosforun basit bir madde olduğunu kanıtladı. Periyodik tabloda 15 numaradır. Azot, antimon, arsenik ve bizmutla birlikte piknititler grubuna aittir ve metal olmayan olarak nitelendirilir.

Element doğada oldukça yaygındır. Yüzde olarak yer kabuğunun kütlesinde 13. sırada yer alır. Fosfor oksijenle aktif olarak etkileşime girer ve serbest formda bulunmaz. Fosforitler, apatitler vb. gibi çok sayıda mineralde (190'dan fazla) bulunur.

Beyaz fosfor

Fosfor çeşitli formlarda veya allotroplarda bulunur. Yoğunluk, renk ve kimyasal özellikler bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Genellikle dört ana form vardır: beyaz, siyah, kırmızı ve metalik fosfor. Diğer modifikasyonlar yalnızca yukarıdakilerin bir karışımıdır.

Beyaz fosfor çok kararsızdır. Normal ışık koşullarında hızla kırmızıya döner, ancak yüksek basınç onu siyaha çevirir. Atomları bir tetrahedron şeklinde düzenlenmiştir. P4 moleküler formülüne sahip kristal bir moleküler kafese sahiptir.

Ayrıca sarı fosforu da vurgularım. Bu, maddenin başka bir modifikasyonu değil, rafine edilmemiş beyaz fosforun adıdır. Açık veya koyu kahverengi bir renk tonuna sahip olabilir ve güçlü toksisite ile karakterize edilir.

Beyaz fosforun özellikleri

Maddenin kıvamı ve görünümü balmumuna benzer. Sarımsak kokusu vardır ve dokunulduğunda yağlıdır. Fosfor yumuşaktır (çok fazla çaba harcamadan bıçakla kesilebilir) ve deforme olabilir. Temizlendikten sonra renksiz hale gelir. Şeffaf kristalleri güneşte yanardöner bir şekilde parlıyor ve elmas gibi görünüyor.

44 derecede eriyor. Maddenin aktivitesi oda sıcaklığında bile kendini gösterir. Fosforun ana özelliği, kemilüminesans veya parlama yeteneğidir. Havada oksitlenerek beyaz-yeşil bir ışık yayar ve zamanla kendiliğinden tutuşur.

Bu madde suda pratik olarak çözünmez, ancak oksijenle uzun süreli temas halinde yanabilir. Karbon disülfit, sıvı parafin ve benzen gibi organik çözücülerde iyi çözünür.

Fosfor uygulaması

İnsan, fosforu hem barışçıl hem de askeri amaçlarla "evcilleştirdi". Bu madde gübrelerde kullanılan fosforik asit üretmek için kullanılıyor. Daha önce yün boyamak ve ışığa duyarlı emülsiyonlar yapmak için yaygın olarak kullanılıyordu.

Beyaz fosfor yaygın olarak kullanılmamaktadır. Ana değeri yanıcılıktır. Bu nedenle madde yangın çıkarıcı mühimmat için kullanılır. Bu tür silahlar her iki Dünya Savaşı sırasında da geçerliydi. 2009'daki Gazze savaşında ve 2016'da Irak'ta kullanıldı.

Kırmızı fosfor daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Yakıt, yağlayıcılar, patlayıcılar ve kibrit başları yapımında kullanılır. Endüstride su yumuşatıcılarda çeşitli fosfor bileşikleri kullanılır ve metali korozyondan korumak için pasivasyon maddelerine eklenir.

Vücuttaki içerik ve insanlar üzerindeki etkisi

Fosfor bizim için hayati elementlerden biridir. Kalsiyumlu bileşikler halinde dişlerde ve iskelette bulunarak kemiklere sertlik ve güç verir. Element ATP ve DNA bileşiklerinde bulunur. Beyin fonksiyonu için gereklidir. Sinir hücrelerinde bulunarak sinir uyarılarının iletimini destekler.

Fosfor kas dokusunda bulunur. Vücuda giren proteinlerden, yağlardan ve karbonhidratlardan enerjiyi dönüştürme sürecinde rol oynar. Element hücrelerdeki asit-baz dengesini korur ve bölünmeleri meydana gelir. Metabolizmayı teşvik eder ve vücut büyümesi ve iyileşmesi sırasında gereklidir.

Ancak fosfor tehlikeli olabilir. Beyaz fosforun kendisi çok zehirlidir. 50 miligramın üzerindeki dozlar ölümcüldür. Fosfor zehirlenmesine kusma, baş ağrısı ve mide ağrısı eşlik eder. Maddenin cilt ile teması çok yavaş ve ağrılı iyileşen yanıklara neden olur.

Vücuttaki aşırı fosfor, kemiklerin kırılmasına, kalp-damar hastalıklarına, kanamaya ve anemiye yol açar. Karaciğer ve sindirim sistemi de aşırı fosfor doygunluğundan muzdariptir.

Biyojenik elementler arasında fosfora özel bir yer verilmelidir. Sonuçta, örneğin ATP veya fosfolipidler gibi hayati bileşiklerin ve diğerlerinin var olması imkansızdır. Aynı zamanda, bu elementin inorganikleri çeşitli moleküller açısından çok zengindir. Fosfor ve bileşikleri endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır, biyolojik süreçlerde önemli katılımcılardır ve çok çeşitli insan aktivitelerinde kullanılmaktadır. Bu nedenle bu elementin ne olduğunu, basit maddesinin ne olduğunu ve en önemli bileşiklerini ele alalım.

Fosfor: elementin genel özellikleri

Periyodik tablodaki konum birkaç noktada açıklanabilir.

1. Beşinci grup, ana alt grup.
2. Üçüncü küçük dönem.
3. Seri numarası - 15.
4. Atom kütlesi - 30.974.
5. Atomun elektronik konfigürasyonu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3'tür.
6. Olası oksidasyon durumları -3 ila +5 arasındadır.
7. Kimyasal sembol - P, "pe" formüllerinde telaffuz. Elementin adı fosfordur. Latince adı Fosfor.

Bu atomun keşfinin tarihi uzak 12. yüzyıla kadar uzanıyor. Simyacıların kayıtlarında bile bilinmeyen bir "parlak" maddenin üretildiğinden söz eden bilgiler vardı. Ancak fosforun sentezi ve keşfi için resmi tarih 1669'du. Felsefe taşını arayan iflas eden tüccar Brand, yanlışlıkla bir parıltı yayan ve parlak, kör edici bir alevle yanabilen bir maddeyi sentezledi. Bunu insan idrarını tekrar tekrar kalsine ederek yaptı.

Bundan sonra, bu eleman yaklaşık olarak aynı yöntemler kullanılarak birbirinden bağımsız olarak elde edildi:

• I.Kunkel;
• R. Boylem;
• A. Marggraf;
• K. Scheele;
• A. Lavoisier.

Günümüzde bu maddenin sentezlenmesinin en popüler yöntemlerinden biri, karbon monoksit ve silikanın etkisi altında ilgili fosfor içeren minerallerin yüksek sıcaklıklarda indirgenmesidir. İşlem özel fırınlarda gerçekleştirilir. Fosfor ve bileşikleri hem canlılar için hem de kimya endüstrisindeki birçok sentez için çok önemli maddelerdir. Dolayısıyla bu elementin basit bir madde olarak ne olduğunu ve doğada nerede bulunduğunu göz önünde bulundurmalıyız.

Basit madde fosfor

Fosfor söz konusu olduğunda herhangi bir spesifik bileşiği isimlendirmek zordur. Bu, bu elementin sahip olduğu çok sayıda allotropik modifikasyonla açıklanmaktadır. Basit madde fosforun dört ana türü vardır.

1. Beyaz. Bu, formülü P4 olan bir bileşiktir. Keskin, hoş olmayan bir sarımsak kokusuna sahip beyaz uçucu bir maddedir. Normal sıcaklıklarda havada kendiliğinden tutuşur. Parlayan soluk yeşil bir ışıkla yanar. Çok zehirli ve yaşamı tehdit edici. Kimyasal aktivitesi son derece yüksektir, bu nedenle saf su tabakası altında elde edilir ve saklanır. Bu, polar çözücülerdeki zayıf çözünürlük nedeniyle mümkündür. Karbon disülfür ve organik maddeler beyaz fosfor için bu amaç için en uygun olanlardır. Isıtıldığında bir sonraki allotropik forma (kırmızı fosfor) dönüşebilir. Buhar yoğunlaşıp soğuduğunda katmanlar oluşturabilir. Dokunulduğunda yağlı, yumuşak, bıçakla kesilmesi kolay, beyaz (hafif sarımsı). Erime noktası 44 0 C. Kimyasal aktivitesinden dolayı sentezlerde kullanılır. Ancak toksisitesi nedeniyle endüstriyel olarak yaygın olarak kullanılmamaktadır.
2. Sarı. Beyaz fosforun zayıf saflaştırılmış bir şeklidir. Daha da zehirlidir ve aynı zamanda hoş olmayan sarımsak kokar. Parlak, parlak yeşil bir alevle tutuşur ve yanar. Bu sarı veya kahverengi kristaller suda hiç çözünmez; oksidasyonun tamamlanmasının ardından P4O10 bileşimli beyaz duman bulutları yayarlar.
3. Kırmızı fosfor ve bileşikleri, bu maddenin endüstride en yaygın ve en sık kullanılan modifikasyonudur. Yüksek basınç altında mor kristaller formuna dönüşebilen macunsu kırmızı kütle, kimyasal olarak aktif değildir. Bu yalnızca belirli metallerde çözünebilen, başka hiçbir şeyde çözünemeyen bir polimerdir. 250 0 C sıcaklıkta süblimleşerek beyaz bir modifikasyona dönüşür. Önceki formlar kadar zehirli değil. Ancak vücuda uzun süre maruz kalması durumunda toksiktir. Kibrit kutularına ateşleme kaplaması uygulanmasında kullanılır. Bu, kendiliğinden tutuşamaması, ancak ifade ve sürtünme sırasında patlaması (tutuşması) ile açıklanmaktadır.
4. Siyah. Görünüşte grafiti çok andırıyor ve dokunuşu da yağlı. Elektrik akımının yarı iletkenidir. Hiçbir çözücüde çözünemeyen parlak, koyu renkli kristaller. Tutuşabilmesi için çok yüksek sıcaklıklara ve ön ısıtmaya ihtiyaç vardır.

Ayrıca ilginç olan, yakın zamanda keşfedilen fosfor - metalik formudur. Bir iletkendir ve kübik kristal bir kafese sahiptir.

Kimyasal özellikler

Fosforun kimyasal özellikleri bulunduğu forma bağlıdır. Yukarıda belirtildiği gibi sarı ve beyaz modifikasyonlar en aktif olanlardır. Genel olarak fosfor aşağıdakilerle etkileşime girebilir:

• fosfit oluşturan ve oksitleyici madde görevi gören metaller;
• indirgeyici madde olarak görev yapan ve çeşitli türlerde uçucu ve uçucu olmayan bileşikler oluşturan metal olmayanlar;
• fosforik asite dönüşen güçlü oksitleyici maddeler;
• orantısızlığın türüne göre konsantre kostik alkalilerle;
• çok yüksek sıcaklıktaki suyla;
• çeşitli oksitler oluşturmak için oksijenle.

Fosforun kimyasal özellikleri azotunkine benzer. sonuçta piktojen grubunun bir parçasıdır. Bununla birlikte, allotropik modifikasyonların çeşitliliği nedeniyle aktivite birkaç kat daha yüksektir.

Doğada olmak

Besin maddesi olarak fosfor oldukça bol miktarda bulunur. Yerkabuğundaki yüzdesi %0,09'dur. Bu oldukça büyük bir rakam. Bu atom doğada nerede bulunur? Birkaç ana yer var:

• bitkilerin yeşil kısmı, tohumları ve meyveleri;
• hayvan dokuları (kaslar, kemikler, diş minesi, birçok önemli organik bileşik);
• yer kabuğu;
• toprak;
• kayalar ve mineraller;
• deniz suyu.

Bu durumda sadece bağlı formlardan bahsedebiliriz, basit maddeden söz edemeyiz. Sonuçta son derece aktif ve bu onun özgür olmasına izin vermiyor. Fosfor açısından en zengin mineraller arasında şunlar bulunur:

• İngilizce;
• floropapitit;
• svanbergit;
• fosforit ve diğerleri.

Bu elementin biyolojik önemi fazla tahmin edilemez. Sonuçta, aşağıdaki gibi bileşiklerin bir parçasıdır:

• proteinler;
• fosfolipidler;
• fosfoproteinler;
• enzimler.

Yani, hayati önem taşıyan ve tüm vücudun inşa edildiği şeyler. Sıradan bir yetişkinin günlük ihtiyacı yaklaşık 2 gramdır.

Fosfor ve bileşikleri

Oldukça aktif bir element olan bu element birçok farklı maddeyi oluşturur. Sonuçta fosfitler oluşturur ve kendisi de indirgeyici bir madde olarak görev yapar. Bu sayede reaksiyona girdiğinde inert olabilecek bir elementi adlandırmak zordur. Bu nedenle fosfor bileşiklerinin formülleri son derece çeşitlidir. Aktif bir katılımcı olduğu oluşumunda çeşitli madde sınıflarından bahsedilebilir.

1. İkili bileşikler - oksitler, fosfitler, uçucu hidrojen bileşikleri, sülfitler, nitrürler ve diğerleri. Örneğin: P 2 O 5, PCL 3, P 2 S 3, PH 3 ve diğerleri.
2. Karmaşık maddeler: her türden tuzlar (orta, asidik, bazik, çift, karmaşık), asitler. Örnek: H3PO4, Na3PO4, H4P206, Ca(H2PO4)2, (NH4)2HPO4 ve diğerleri.
3. Oksijen içeren organik bileşikler: proteinler, fosfolipidler, ATP, DNA, RNA ve diğerleri.

Belirtilen madde türlerinin çoğu önemli endüstriyel ve biyolojik öneme sahiptir. Fosfor ve bileşiklerinin hem tıbbi amaçlarla hem de oldukça sıradan ev eşyalarının imalatında kullanılması mümkündür.

Metallerle bağlantılar

Fosforun metallerle ve daha az elektronegatif ametallerle ikili bileşiklerine fosfitler denir. Bunlar, çeşitli maddelere maruz kaldığında son derece kararsız olan tuz benzeri maddelerdir. Sıradan su bile hızlı bir ayrışmaya (hidroliz) neden olur.

Ek olarak, konsantre olmayan asitlerin etkisi altında madde aynı zamanda ilgili ürünlere de ayrışır. Örneğin kalsiyum fosfitin hidrolizi hakkında konuşursak, ürünler metal hidroksit ve fosfin olacaktır:

Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3

Ve fosfidi mineral asidin etkisi altında ayrışmaya tabi tutarak karşılık gelen tuzu ve fosfini elde ederiz:

Ca 3 P 2 + 6HCL = 3CaCL 2 + 2PH 3

Genel olarak, söz konusu bileşiklerin değeri, tam olarak, özellikleri aşağıda tartışılacak olan bir fosfor hidrojen bileşiğinin oluşması gerçeğinde yatmaktadır.

Fosfor bazlı uçucular

İki ana şey var:

• beyaz fosfor;
• fosfin

Yukarıda ilkinden bahsetmiştik ve özelliklerini vermiştik. Bunun beyaz, kalın bir duman olduğunu, son derece zehirli olduğunu, hoş olmayan bir kokuya sahip olduğunu ve normal koşullar altında kendiliğinden tutuştuğunu söylediler.

Peki fosfin nedir? Bu, söz konusu elementi içeren en yaygın ve en iyi bilinen uçucu maddedir. İkilidir ve ikinci katılımcı hidrojendir. Fosforun hidrojen bileşiğinin formülü PH 3, adı fosfindir.

Bu maddenin özellikleri şu şekilde açıklanabilir.

1. Uçucu renksiz gaz.
2. Çok zehirli.
3. Çürük balık kokusu var.
4. Su ile etkileşime girmez ve içinde çok az çözünür. Organik maddede iyi çözünür.
5. Normal koşullar altında kimyasal olarak oldukça aktiftir.
6. Havada kendiliğinden tutuşur.
7. Metal fosfitlerin ayrışması sırasında oluşur.

Bir diğer adı fosfandır. Antik çağlardan kalma hikayeler bununla ilişkilidir. Bütün bunlar insanların bazen mezarlıklarda ve bataklıklarda gördüğü ve gördüğü bir şey. Yer yer ortaya çıkan, hareket izlenimi veren top veya mum benzeri ışıklar, kötü bir alamet olarak görülüyordu ve batıl inançlı insanlar tarafından çok korkuluyordu. Bazı bilim adamlarının modern görüşlerine göre bu olgunun nedeni, hem bitki hem de hayvan organik kalıntılarının ayrışması sırasında doğal olarak oluşan fosfinin kendiliğinden yanması olarak düşünülebilir. Gaz dışarı çıkar ve havadaki oksijenle temas ederek tutuşur. Alev rengi ve boyutu farklılık gösterebilir. Çoğu zaman bunlar yeşilimsi parlak ışıklardır.

Açıkçası, tüm uçucu fosfor bileşikleri, keskin ve hoş olmayan kokularıyla kolayca tespit edilebilen zehirli maddelerdir. Bu işaret zehirlenmeyi ve hoş olmayan sonuçları önlemeye yardımcı olur.

Metal olmayan bileşikler

Fosfor indirgeyici bir madde olarak davranıyorsa, metal olmayan ikili bileşiklerden bahsetmeliyiz. Çoğu zaman, daha elektronegatif oldukları ortaya çıkar. Böylece, bu türden çeşitli madde türlerini ayırt edebiliriz:

• bir fosfor ve kükürt - fosfor sülfür P2S3 bileşiği;
• fosfor klorür III, V;
• oksitler ve anhidrit;
• bromür ve iyodür ve diğerleri.

Fosforun ve bileşiklerinin kimyası çeşitlidir, dolayısıyla bunlardan en önemlilerini tanımlamak zordur. Özellikle fosfor ve metal olmayan maddelerden oluşan maddelerden bahsedersek, farklı bileşimlerdeki oksitler ve klorürler büyük önem taşır. Kimyasal sentezlerde su giderici ajanlar, katalizörler vb. olarak kullanılırlar.

Bu nedenle, en güçlü kurutma maddelerinden biri en yüksek olan P2O5'tir. Suyu o kadar güçlü çeker ki, onunla doğrudan temas ettiğinde güçlü bir gürültüyle şiddetli bir reaksiyon meydana gelir. Maddenin kendisi beyaz kar benzeri bir kütledir, toplanma durumu amorfa daha yakındır.

Organik kimyanın bileşik sayısı bakımından inorganik kimyayı çok aştığı bilinmektedir. Bu, izomerizm fenomeni ve karbon atomlarının farklı yapılardaki atom zincirlerini oluşturup birbirine kapanma yeteneği ile açıklanmaktadır. Doğal olarak tüm organik kimyanın tabi olduğu belli bir düzen yani bir sınıflandırma vardır. Bileşiklerin sınıfları farklıdır, ancak biz doğrudan söz konusu elementle ilgili olan spesifik bir tanesiyle ilgileniyoruz. Fosforludur. Bunlar şunları içerir:

• koenzimler - NADP, ATP, FMN, piridoksal fosfat ve diğerleri;
• proteinler;
• fosforik asit kalıntısı nükleotidin bir parçası olduğundan nükleik asitler;
• fosfolipidler ve fosfoproteinler;
• enzimler ve katalizörler.

Fosforun bu bileşiklerin molekülünün oluşumuna katıldığı iyon türü P04 3-'dür, yani fosforik asidin asidik kalıntısıdır. Bazı proteinler onu serbest atom veya basit iyon formunda içerir.

Her canlı organizmanın normal işleyişi için bu element ve oluşturduğu organik bileşikler son derece önemli ve gereklidir. Sonuçta, protein molekülleri olmadan vücudun tek bir yapısal bölümünü oluşturmak imkansızdır. DNA ve RNA ise kalıtsal bilginin ana taşıyıcıları ve ileticileridir. Genel olarak tüm bağlantıların mevcut olması gerekir.

Fosforun endüstride uygulanması

Fosfor ve bileşiklerinin endüstride kullanımı birkaç noktada karakterize edilebilir.

1. Kibrit, patlayıcı bileşikler, yangın bombaları, bazı yakıt türleri ve yağlayıcıların üretiminde kullanılır.
2. Gaz emici olarak ve ayrıca akkor lambaların imalatında.
3. Metalleri korozyondan korumak için.
4. Tarımda toprak gübresi olarak.
5. Su yumuşatıcı olarak.
6. Çeşitli maddelerin üretiminde kimyasal sentezlerde.

Canlı organizmalardaki rolü, diş minesi ve kemik oluşumu süreçlerine katılıma indirgenmiştir. Anabolik ve katabolik reaksiyonlara katılımın yanı sıra hücrenin iç ortamının ve biyolojik sıvıların tamponlanmasının sürdürülmesi. DNA, RNA ve fosfolipidlerin sentezinin temelini oluşturur.

Genel bilgiler ve elde etme yöntemleri

Fosfor (P) metal olmayan bir maddedir. 1669 yılında karanlıkta parlayan bir madde elde eden Brand (Almanya) tarafından keşfedildi. Orijinal adı "soğuk ateş" idi, sonraki adı fosfordu, Yunanca "fos6ros" - ışık saçan kelimesinden geliyordu.

Lavoisier fosforun temel yapısını ortaya koydu. 1771'de Schee-le, kemik külünün kömürle kalsine edilerek fosfor elde edilmesine yönelik bir yöntem önerdi.

19. yüzyılın ikinci yarısında. İmbikli fırınlarda fosforitlerden endüstriyel fosfor üretimi organize edildi; 20. yüzyılın başında Bunların yerini elektrikli fırınlar aldı.

Fosfor içeren en önemli mineraller apatit ve fosforittir. Apatitlerdeki fosfor içeriği (P2O5 cinsinden) %20 ile %41 arasında değişmektedir.

Fosforitler, ana bileşeni kalsiyum fosfat olan tortul kökenli minerallerdir; ayrıca organik maddelerin yanı sıra çok sayıda kuvars, kalsit, glokonit vb. içerirler. Fosforitlerdeki fosfor içeriği (P2O5 cinsinden) %5-36'dır.

Şu anda fosfor, fosforitlerin veya apatitlerin elektrikli fırınlarda kum (Si0 2) ve kömür (C) ile havaya erişimi olmayan kalsine edilmesiyle elde edilmektedir. Açığa çıkan fosfor buharları su altındaki bir alıcıda yoğunlaşır.

Fiziksel özellikler

Atomik özellikler. Atom numarası 15, atom kütlesi 30.973a. sabah atom hacmi 13,93-10_vm3/mol. Atom yarıçapı 0,134 nm, iyon yarıçapı P 6 +, P 3 +, P 3 - 0,035; 0,044; Sırasıyla 0,186 nm. Elektronegatiflik 2.1. Dış elektron kabuklarının konfigürasyonu 3s 2 3p 3'tür. İyonlaşma potansiyeli değerleri / (eV): 10,55; 19.65; 30.16.

Kırmızı fosfor amorf bir maddedir; renk - kahverengiden mora; beyaz fosfor hava erişimi olmadan 250-300 ° C'ye birkaç saat ısıtıldığında oluşur. Kırmızı fosfor uzun bir süre 450 °C'nin üzerinde ısıtıldığında çeşitli kristal formları ortaya çıkar: trilin, kübik, tetragonal vb.

Siyah fosfor, beyaz fosforun 200-220 °C'ye ve 1,2-1,7 GPa basınca ısıtılmasıyla oluşturulur. Cıva ve az miktarda siyah fosfor kristali varlığında bu dönüşüm, normal basınçta ve 370°C sıcaklıkta 8 gün boyunca gerçekleştirilir.

Siyah fosforun amorf ve kristal formları vardır. Siyah fosfor kristalleri, parametrelere sahip eşkenar dörtgen bir kafese sahiptir: l = 0,331 nm, 6 = 0,438 nm, c = 1,050 nm. Birim hücrede 8 atom vardır.

Kristal kafesin enerjisi 315 μJ/kmol'dür. Atomların elektron ilgisi 0,8-0,9 eV'dir; moleküler ayrışma enerjisi 5,0 eV. Termal nötron yakalama için etkili kesit 19-10-30 mg'dir.

Yoğunluk. Beyaz fosfor: a-modifikasyonu p = = 1,828 Mg/m3, 6-modifikasyonu 1,880 Mg/m3 yoğunluğa sahiptir. Sarının yoğunluğu 2.223 Mg/m3, kristal siyahın 2.702 Mg/m3, amorf siyahın yoğunluğu 2.250 Mg/m3, kırmızının yoğunluğu ise 2.000 ila 2.400 Mg/m3 arasındadır.

Kimyasal özellikler

Fosfor +5, 4-3, -3 oksidasyon durumlarını sergiler. Oksidasyon durumu +5 olan fosforun elektrokimyasal eşdeğeri 0,06421 mg/C'dir.

Fosforun çeşitli modifikasyonları kimyasal aktivite açısından keskin bir şekilde farklılık gösterir: beyaz, kırmızı, siyah (aktivitenin azalmasına göre).

İnce öğütülmüş beyaz fosfor havada kendiliğinden tutuşur ve 50 °C'nin üzerine ısıtıldığında kompakt formda tutuşur.

Normal sıcaklık ve nemde, kırmızı fosfor su buharı ve oksijenle yavaşça reaksiyona girer, ancak büyük miktarları havada depolandığında tutuşur.

Siyah fosfor daha kararlıdır ve havada güvenli bir şekilde işlenebilir.

Fosfor normal koşullar altında hidrojen ile etkileşime girmez, bu nedenle bu elementlerin bileşikleri dolaylı olarak elde edilir, yani: asit veya suyun metal fosfitler üzerindeki etkisi, beyaz fosforun bir potasyum hidroksit çözeltisi ile kaynatılması, düşük fosfor asitlerinin termal ayrışması vb.

Aşağıdaki fosfor hidrojen bileşikleri bilinmektedir: genel formül РгпН'e karşılık gelen fosfin РН3, difosfin Р2Н4 ve katı alt fosfor hidrürleri. Fosfin güçlü bir indirgeyici ajandır.

Katı düşük fosfor hidrürler (PlnH) polimerlerdir ve birçok açıdan organik plastiklere ve fosfat camlarına benzerler.

Fosfor, oksijenle bir dizi oksit oluşturur.

Fosfor (V) oksit P 205 veya fosforik anhidrit, 360 °C'de ve atmosferik basınçta süblimleşen beyaz, higroskopik bir tozdur. Işığa maruz kaldığında P2O5 yeşil renkte yanar.

Fosforik anhidrit metallerle reaksiyona girerek bir fosfat ve fosfit karışımı oluşturur; flor dışındaki halojenürlerle reaksiyona girmez; birçok organik maddenin suyunu giderir; alkoller, fenoller, eterler, alkilfosfatlar vb. ile reaksiyona girer; bazik oksitlerle birleştirildiğinde katı fosfatlar oluşturur.

Fosfor (III) oksit P 2 0 3 veya fosfor anhidrit, uçucu beyaz bir kristaldir, toksiktir, organik çözücülerde çözünür ve uzun süreli depolama sırasında kendiliğinden ayrışır. Güçlü indirgeyici özelliklere sahiptir, klor ve bromla reaksiyona girerek oksihalojenürler oluşturur.

Fosfor (IV) oksit veya fosfor tetraoksit P0 2 (P20 4), bir polimerdir (P0 2)™, 780 ° C'nin üzerinde süblimleşen, havada yayılan, nemi emen ve suda iyi çözünen parlak şeffaf kristallerdir.

Fosfor, flor ile patlayıcı bir şekilde reaksiyona girer; klor ve brom atmosferinde beyaz fosfor soğukta tutuşur; kırmızı fosfor ile reaksiyon sakin bir şekilde ilerler; Beyaz fosfor soğutulduğunda iyotla etkileşime girer, kırmızı fosfor ısıtıldığında iyotla etkileşime girer. Fosfor halojenürler son derece reaktiftir; kimyasal aktivite florürlerden iyodürlere doğru azalır ve mukavemet de benzer şekilde azalır.

Fosfor kükürt ile 100 °C'nin altında birleştiğinde katı çözeltiler oluşur; 100 °C'nin üzerinde - kristalli sülfitler P 4 S 3, P 4 S 5, P4S7, P 4 S, 0.

Taze damıtılmış fosfor (III) oksit P 4 0b, azot atmosferinde hesaplanan miktarda kükürt ile karıştırıldığında, fosfor oksisülfitler oluşur: P 2 0 3 S 2, P 2 0 2 S 3, P 4 0 4 S 3, P 6 Ç 10 S5 . Bileşimi 0 molar oranına karşılık gelen polimer sülfürler de bilinmektedir.< Я/5 < 0,4.

Fosfor, yüksek sıcaklıklarda (2000 °C'nin üzerinde) buharlarda karbonla reaksiyona girer.

Fosfor (III) klorür PC13, asetilen magnezyum iyot (C2Mg212) ile etkileşime girdiğinde, sıradan çözücülerde çözünmeyen ve asitler tarafından yok edilmeyen sarımsı beyaz amorf bir karbür çökeltisi (PC3) oluşur ve alkaliler, ancak en ufak bir ısınmada karbon salınımıyla tutuşur

Fosfor buharı, bir elektrik deşarjında ​​nitrojenle reaksiyona girerek katı nitrürler oluşturur. Saf nitrürler beyazdır, oda sıcaklığında inerttir ve su, klor, hidroklorik asit ve seyreltik sülfürik asit ile etkileşime girmez. Konsantre sülfürik asidin kaynatılmasıyla tamamen ayrışır. 500-700 °C'nin üzerinde fosfor nitrürler azot ve elementel fosfor oluşturmak üzere ayrışır.

Fosfor, metallerle ve daha fazla elektropozitif elementlerle (B, Si, As, vb.) su ve mineral asitlerle şiddetli reaksiyona giren fosfitleri oluşturur.

Bakır alt grubunun metallerinin fosfitleri termal olarak kararsızdır, kaynatılsa bile nitrik asitte çözünmez ve yarı iletkendir.

Çinko alt grubunun metallerinin fosfitleri su ve asitler tarafından kolaylıkla ayrıştırılır, oksijen akışında kolayca yanarlar, kuru hidrojen onları etkilemez, flor zaten oda sıcaklığında etki eder ve klor, brom ve iyot yalnızca ısıtıldığında hareket eder.

Geçiş metallerinin fosfitlerinin yanı sıra lantanitler ve aktinitlerin fiziksel özellikleri yarı iletkenlere (VP, NbP, TaP, CrP, MoP, WP, MnP) veya metallere (TiP, ZrP, HtP) yakındır. Kimyasal olarak nispeten stabildirler; fosfor içeriğinin azalmasıyla kimyasal dirençleri azalır. Ametallerin ve sözde yarı metallerin fosfitleri, dielektrik veya yarı iletken olan kovalent bileşiklerdir. Bor alt grubunun elementlerinin fosfitleri, kimyasal aktiviteyi BP'den InP'ye azaltır ve normal koşullar altında TeP hiç oluşmaz.

Periyodik Tablonun IV. gruptaki (Si, Ge, Sn, Pb) ve V. gruptaki (As, Sb) elementlerin fosfitleri kimyasal olarak kararsızdır.

Silikon ile fosfor Si 2 P ve SiP'yi, germanyum GeP ile, kalay Sn 4 P 3 ve SnP 4 ile, kurşun Pb 3 P 2 ile, arsenik AsP ile, antimon SbP ile oluşturur. Bizmut fosfitler oluşmaz.

Fosforu HC buharında ısıtırken! Fosfin HBr ile etkileşiminin ürünlerinde fosfin PH 3 oluşur, fosfonyum bromür PH 4 Br, HI - fosfor dinodnd P 2 1 4 ve fosfonyum iyodür PH 4 1 ile izole edilir.

Fosfor, güçlü alkalilerin sulu çözeltileriyle ısıtıldığında fosfin PH 3 oluşur.

Fosfor su ile etkileşime girmez, ancak 600-900 °C sıcaklıklarda basınç altında ve katalizörlerin (Pt, Ti, Zr, Cu) varlığında fosforik asit H3P04 ve hidrojen oluşur.

Beyaz fosfor, düşük redoks potansiyeline sahip metal tuzlarının (Cu, Ag, Au, Pb, vb.) sulu çözeltileri ile kolayca oksitlenir; kırmızı ve siyah fosfor oksitlenmez.

Yapılarına göre organofosfor bileşikleri, fosfor içeren karboksilik asitler ve bunların türevleri (esterler, amidler vb.) ile fosfinler, türevleri ve ilgili maddelere ayrılabilir. Bu bileşiklerin hepsinde fosfor ve karbon arasında doğrudan bir bağlantı vardır.

Uygulamalar

Elementel fosfor askeri işlerde, kibrit endüstrisinde termal fosforik asit, polifosfatlar, klorürler, sülfitler, fosfitler ve diğer bileşiklerin üretiminde kullanılır.

Metalurjide fosfor, çeliklerin alaşımlanması için kullanılır (%0,15 P'ye kadar otomatik çelik, %0,3 P'ye kadar paslanmaz çelikler, vb.),

dökme demir (%0,8 P'ye kadar fosfor dökme demir). Bakır - magnezyum fosfor alaşımı (% 1,4'e kadar P) yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir ve ısıtıldığında zayıf şekilde yumuşar; fosforlu (%7 P) endüstriyel bir bakır alaşımı, deformasyon sıcaklığı aralığında (400-600 °C) süper esneklik ile karakterize edilir; lehim olarak birçok fosfor içeren alaşım kullanılır; Ferrografit, bronz-grafit ve bronz yerine yüksek mekanik dayanıma, aşınma direncine ve giyilebilirliğe sahip sinterlenmiş sürtünme önleyici fosfor içeren alaşımlar (% 2'ye kadar P) kullanılır; sinterlenmiş sürtünme alaşımları (%1'e kadar P) yumuşak manyetik malzemeler, manyetik çekirdekler ve diğer ürünler oluşturmak için kullanılır; malzemeleri aşınma ve korozyondan korumak için kaplamalar şeklinde fosfor içeren alaşımlar uygulanır; Co-P, Ni-P, Co-Fe-P, Co-W-P alaşımlarından yapılan filmler ferromanyetiktir, bilgisayarlarda bellek elemanları oluşturmak için kullanılırlar.

Bazı bronzların (fosfor bronz -% 0,5-1,2 P) bileşimine fosfor eklenerek akışkanlıklarını ve aşınmaya karşı dirençlerini arttırır.

Çelik ürünlerin yüzey işlemi - fosfatlama - onları korozyondan korur.

Fosfor, demir dışı metal alaşımlarının (% 1'e kadar P'ye kadar) üretiminde, ısı direncini artıran (fekral, kromal vb.) Oksit giderici bir madde olarak kullanılır.

Fosfor ayrıca yarı iletkenlerin (galyum ve indiyum fosfitlerin) üretiminde de kullanılır; diğer yarı iletkenlere gerekli bir katkı maddesi olarak küçük miktarlarda eklenir.

Fosforik asit, konsantre fosforlu gübrelerin (çift süperfosfat, çökelti, nitrofoska, nitrofos, vb.) üretiminde kullanılır. reaktifler.

Amonyum fosfatlar kumaşlara, plastiklere ve ahşaba ateşe dayanıklılık özellikleri kazandırmak amacıyla emprenye edilmek için kullanılır; Fosfatlar Fe, Na, K, Ca - sondaj sıvılarının, diş macunlarının bileşenleri; Foefash Ca ve amonyum emaye üretiminde ve ilaç endüstrisinde kullanılır.

Megafosfatlar endüstriyel olarak suyu yumuşatmak ve aşındırıcılığını azaltmak, buhar kazanlarındaki kireci gidermek için kullanılır ve bazı deterjanların içinde bulunur.

Polifosfatlar sentetik deterjanların üretiminde kullanılmaktadır.

Fosfitlerin aşağıdaki uygulama alanları vardır: Bor fosfit - örneğin sensörler için. Hall'dan, yarı iletken cihazlardan, IR radyasyon alıcılarından, kuantum jeneratörlerinin çalışma sıvılarından; bakır fosfit - laauni lehimlemek için: nikel fosfit - makine parçalarında aşınmaya dayanıklı kaplamalar oluşturmak için.

Fosfor (V) oksit P2Oh, metalik asit reçinelerinin üretiminde dehidrasyon için kurutma maddesi olarak kullanılır.

Fosfor klorürler, boyaların, böcek öldürücülerin, ilaçların, yüzey aktif maddelerin üretiminde ve etkili bir klorlama maddesi olarak yaygın endüstriyel kullanım alanı bulmuştur.

Fosfor sülfitlerin uygulama alanları, flotasyon reaktiflerinin, yağlar ve yakıtlar için korozyon önleyici katkı maddelerinin, organofosforlu böcek öldürücülerin (tiyofos, karbofos vb.) üretimidir. Organofosfor bileşikleri - ısıya dayanıklı ve ateşe dayanıklı vernikler, yapıştırıcılar - polimerleri değiştirmek, inorganik kauçuk üretmek için.

Nükleer endüstri, cevherlerden nadir ve uranyum ötesi elementleri çıkarmak için karmaşık fosfor bileşikleri kullanır.

Mor fosfor olarak da adlandırılan kırmızı fosfor, elementel fosforun termodinamik açıdan daha kararlı bir modifikasyonudur. İlk kez 1847'de İsveç'te Avusturyalı kimyager A. Schrötter tarafından beyaz fosforun karbon monoksit (CO) atmosferinde kapalı bir cam ampul içinde 500 °C'de ısıtılmasıyla elde edildi.

Kırmızı fosfor Pn formülüne sahiptir ve karmaşık yapıya sahip bir polimerdir. Kırmızı fosforun üretim yöntemine ve ezilme derecesine bağlı olarak mor-kırmızıdan menekşe rengine kadar tonları vardır ve döküm halinde bakır renk tonlu koyu mor metalik bir parlaklığa sahiptir. Kırmızı fosforun kimyasal aktivitesi beyaz fosforunkinden önemli ölçüde düşüktür; son derece düşük çözünürlük ile karakterize edilir. Kırmızı fosforu yalnızca belirli erimiş metallerde (kurşun ve bizmut) çözmek mümkündür ve bunlar bazen büyük kristaller elde etmek için kullanılır. Örneğin, 1865 yılında Alman fiziksel kimyager I.V. Hittorf, mükemmel yapılı ancak küçük kristalleri (Hittorf fosfor) elde eden ilk kişi oldu. Kırmızı Fosfor, 240-250 ° C sıcaklığa kadar havada kendiliğinden tutuşmaz (süblimleşme sırasında beyaz bir forma dönüştüğünde), ancak sürtünme veya darbe üzerine kendiliğinden tutuşur; kemilüminesans olgusundan tamamen yoksundur. Suda çözünmez, benzen, karbon disülfür ve diğerlerinde çözünmez, fosfor tribromürde çözünür. Süblimleşme sıcaklığında, kırmızı fosfor soğuduğunda buhara dönüşür ve esas olarak beyaz fosfor üretir.

Toksisitesi beyazınkinden binlerce kat daha azdır, bu nedenle örneğin kibrit üretiminde çok daha yaygın olarak kullanılır (kutuların sürtünme yüzeyi kırmızı fosfor bazlı bir bileşim ile kaplanmıştır). Kırmızı fosforun yoğunluğu da daha yüksektir ve döküm halinde 2400 kg/m³'e ulaşır. Havada depolandığında, kırmızı fosfor nem varlığında yavaş yavaş oksitlenir, higroskopik bir oksit oluşturur, suyu emer ve nemli ("ıslatılmış") hale gelerek viskoz fosforik asit oluşturur; bu nedenle hava geçirmez bir kapta saklanır. "Islatma" sırasında artık fosforik asitleri uzaklaştırmak için suyla yıkanır, kurutulur ve amacına uygun olarak kullanılır.

Siyah fosfor

Siyah fosfor, elementel fosforun termodinamik açıdan en kararlı ve kimyasal açıdan en az aktif formudur. Siyah fosfor ilk olarak 1914 yılında Amerikalı fizikçi P. W. Bridgman tarafından yüksek yoğunluğa (2690 kg/m³) sahip siyah parlak kristaller formundaki beyaz fosfordan elde edildi. Siyah fosforun sentezini gerçekleştirmek için Bridgman, 2 × 10 9 Pa (20 bin atmosfer) basınç ve yaklaşık 200 ° C sıcaklık kullandı. Hızlı geçişin başlangıcı 13.000 atmosfer civarında ve yaklaşık 230°C sıcaklıkta yatmaktadır.

Siyah fosfor, metalik parlaklığa sahip, dokunulduğunda yağlı ve grafite çok benzeyen ve suda veya organik çözücülerde kesinlikle çözünürlüğü olmayan siyah bir maddedir. Siyah fosfor ancak önce saf oksijen atmosferinde 400 °C'ye kadar güçlü bir şekilde ısıtıldığında tutuşabilir. Siyah fosfor elektriği iletir ve yarı iletken özelliklere sahiptir. Siyah fosforun erime noktası 18 x 10 5 Pa basınç altında 1000 °C'dir.

“Fosfor Kullanımı” konulu mesajda fosforun hangi alanlarda ve neden kullanıldığı kısaca anlatılacaktır.

Fosfor uygulamaları

Fosfor Mendeleev'in periyodik tablosunda V grubunda yer alan kimyasal bir elementtir. Kimyasal formülü R'dir. Elementin adı Yunanca "fosfor" kelimesinden gelir ve "ışıldayan" anlamına gelir. Yer kabuğunda oldukça fazla var - yer kabuğunun toplam kütlesinin% 0,08-0,09'u. Deniz suyunda da fosfor bulunmaktadır. Element yüksek kimyasal aktiviteye sahiptir, bu nedenle onu serbest halde bulamazsınız. 190 mineral oluşturma kapasitesine sahiptir. Hayvan dokularında, yeşil bitkilerde, proteinlerde vb. bulunduğundan yaşam elementi olarak da adlandırılır.

Fosforun tıpta kullanımı

Günümüzde fosfor, kalsiyum metabolizması bozukluklarının (biyofosfonatlar) eşlik ettiği yumuşak doku ve kemik hastalıklarını tedavi eden potansiyel terapötik ajanların bir sınıfını üretmek için kullanılmaktadır.

Her elementin kendine ait bir aktivite spektrumu vardır. Enzimatik hidrolize karşı dirençlidirler, metal iyonlarına karşı afiniteye sahiptirler ve çözünmeyen ve çözünebilen şelat agregatları ve kompleksleri oluştururlar.

En yaygın ve kullanılanı etidronattır. Vücuttaki kalsiyum metabolizması bozukluklarında etkilidir. İlerleyici miyozit ossifikans, Paget hastalığı, osteoporoz, heterojen ossifikasyon ve tümör osteolizinde kullanılır.

Fosforun endüstride uygulanması

Fosforik asit yaygın olarak kullanılmaktadır. Mahsul verimini artıran ve bitkilere olumsuz iklim koşullarına ve kışa dayanıklılık kazandıran kombine ve fosfatlı gübrelerin üretiminde kullanılır. Ayrıca gübreler toprak üzerinde mükemmel bir etkiye sahiptir, yapılaşmayı teşvik eder, toprakta bulunan maddelerin çözünürlüğünü değiştirir, toprak bakterilerinin gelişimini sağlar ve organik zararlı maddelerin oluşumunu baskılar.

Fosforik asit gıda endüstrisinde de kullanılır. Tadı güzeldir ve seyreltildiğinde tadı iyileştirmek için marmelat, limonata ve şuruplara eklenir. Fosforik asit tuzları benzer özelliklere sahiptir. Örneğin, kalsiyum hidrojen fosfatlar kabartma tozlarının bir bileşenidir ve ekmeğin ve ruloların tadını arttırır.

Ortofosforik asit bazında fosforik ahşap yanmaz levhalar, yangın geciktirici boyalar ve fosfat yanmaz köpük üretilir. Fosforik asit tuzları radyasyona karşı koruma sağlar, suyu yumuşatır, kazan kirecini giderir ve deterjanların içinde bulunur.

Organofosfor bileşikleri (plastikleştiriciler, özütleyiciler, yağlayıcılar, emiciler) soğutma ünitelerinde ve barut katkı maddesi olarak kullanılır. Alkil fosfatlar yüzey aktif madde, antifriz, özel gübre ve lateks antikoagülan görevi görür.

Kibritler kırmızı fosfordan yapılır. Kibrit kutusunun kenarlarına tutkal ve kırılmış cam ile birlikte uygulanır. Kemirgenleri kontrol etmek için çinko fosfit (Zn3P2) kullanılır. Beyaz fosfor, yangın bombaları, duman üreten mermiler, dama, el bombaları ve sis perdeleri üretmek için kullanılır.

Fosforun günlük yaşamda kullanımı

Günlük yaşamda da etrafımız fosfordan yapılmış şeylerle çevrilidir. Örneğin tabaklar, figürinler, vazolar ve benzerleri. Ayrıca nükleik asitlerin, proteinlerin ve kemik dokusunun bir parçası olan önemli bir elementtir. Fosfor kas ve zihinsel aktivite için önemli bir elementtir. Böbrekler ve kalp üzerinde olumlu etkisi vardır. Ekmek, balık, et, bezelye, fasulye, arpa, yulaf ezmesi ve arpa, lahana, fındık, maydanoz, havuç, ıspanak ve sarımsakta bulunur.

“Fosfor Kullanımı” konulu raporun derse hazırlanmanıza yardımcı olacağını umuyoruz. Fosfor kullanımı ile ilgili hikayenizi aşağıdaki yorum formunu kullanarak ekleyebilirsiniz.