Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Фосфор как химический элемент.




Лекция 4 Фосфор и его соединения

 

План.

1. Фосфор как химический элемент.

2. Фосфор как простое вещество.

3. Соединения фосфора с отрицательной степенью окисления.

4. Оксиды фосфора.

5. Фосфорная кислота и ее соли.

6. Кругооборот фосфора в природе.

Фосфор как химический элемент.

Положение в ПС: №15, 3 период,5 группа, главная подгруппа, Аr = 31. Состав атома: 15p, 15e-, 16n. Заряд ядра +15, три электронных слоя: 2e-, 8е-, 5e-. Электронная формула 1s2 2s2 2p63s23p3

 

На внешнем слое 5 электронов, слой не завершён, но близок к завершению, радиус атома фосфора больше, чем у азота (два слоя) => у него достаточно высокая ЭО, но неметаллические свойства он проявляет в меньшей степени, чем азот. Фосфор типичный неметалл. На внешнем уровне фосфор имеет три e- неспаренные, поэтому характерная валентность (III); но наличие свободных 3d-орбиталей делает возможным переход р-электрона на эти орбитали и появление пяти неспаренных e- , и тогда у фосфора возможна валентность (V). Она для фосфора очень выгодна энергетически. Как неметалл фосфор имеет отрицательную с.о. -3, она проявляется в соединениях с металлами – фосфидах. ЭО фосфора практически равно ЭО водорода (2,1 по Полингу), поэтому говорить о степени окисления фосфора в водородном соединении сложно, большинство авторов приписывают (-) фосфору. Положительные с.о. фосфор проявляет в соединениях с кислородом и большинством неметаллов (+3, +5). Наиболее устойчивы соединения со с.о. +5.

 

Распространение элемента в природе: 0,1% по массе на Земле. В свободном состоянии (в виде простого вещества) не встречается, но известно множество неорганических и органических соединений фосфора. Из неорганических минералов важнейшим является фосфорит Ca3(PO4)2 и апатит, который кроме фосфата кальция содержит еще CaCl2 или CaF2. Фосфор – макроэлемент и органоген, его содержание в организме человека - 3,1% по массе, он входит в состав белков(фосфопротеины), липидов (фосфолипиды) и нуклеотидов (ДНК, РНК, АТФ) и , кроме того, костная ткань позвоночных содержит большое количество Ca3(PO4)2.

Фосфор как простое вещество. Для фосфора характерна аллотропия, т.е. существует несколько простых веществ, образованных элементов фосфора.

Белый фосфор: Р4 ,твердое вещество бесцветное и прозрачное, молекулярная кристаллическая решетка, плавится при 44,1оС, на холоду хрупок, при 20оС режется ножом, плотность 1,8 г/см3. На воздухе быстро окисляется и при этом светится в темноте, отсюда и название, которое означает «светоносный». Может даже самовоспламеняться при комнатной температуре, горит под водой. Поэтому белый фосфор хранят без доступа воздуха, под водой, т.к. он в воде не растворяется. Белый фосфор очень ядовит!

Черный фосфор: полимерная модификация, Р , имеет слоистую кристаллическую решетку, плотность 2,7 г/см3, внешне похож на графит, но является полупроводником. Р4 →Р при 200оС и 12000атм. . Самовоспламеняется при температуре больше 400оС. Не ядовит.

Существует несколько форм красного фосфора, т.е. структура красного фосфора окончательно не установлена, предполагают полимерное строение, цепочки из молекулР4. В зависимости от способа получения плотность от 2 до 2,4 г/см3 и температура плавления 585-600 оС. Самовоспламеняется при температуре больше 250оС. Не ядовит.

Химические свойства: типичный неметалл, химически активен (белый и красный), может быть и окислителем, и восстановителем.

Как окислитель взаимодействует с металлами, с водородом практически не взаимодействует. Фосфин H3P получают косвенным путем, при гидролизе фосфидов. Фосфин в воде растворяется, но основными свойствами (как аммиак) практически не обладает. На воздухе самовоспламеняется.

Na + P → Na3PP0 +3е- → P-3

Как восстановитель – с активными неметаллами:

P + O2 →P2O5 P0 – 5е- → P+5

P + Cl2 → PCl3P0 – 3е- → P+3

Получение: в электропечах при более 1000оС

Ca3(PO4)2 + С +SiO2 → P + CaSiO3 + CO

Применение:

1). Белый фосфор – зажигательные смеси (напалм).

2). Красный фосфор – спички, фосфорорганические вещества.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты