I. ФОСФОР. АЛЛОТРОПИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Фосфор (P) - открыт в 1669 г. алхимиком Брандом.

Нахождение в природе:

В силу своей высокой химической активности фосфор в природе в свободном виде не встречается. Он встречается главным образом в виде производных фосфорной кислоты: апатитов − Ca5Hal(PO4)3, где На1 — F, реже Cl или ОН; фосфоритов — Ca₃(PO₄)₂

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА:

Фосфор образует три аллотропические модификации: белый, красный, черный.

Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку

и формулу Р₄.

Он очень ядовит, светится в темноте, не растворяется в воде, но растворяется в сероуглероде. Белый фосфор на воздухе легко окисляется и в порошке даже самовоспламеняется.

Хранят его под водой.

Смертельная доза для человека составляет 0,15 г.

Красный фосфор имеет вид темно-малинового порошка.

Он не ядовит, не светится в темноте, не растворяется ни в воде, ни в сероуглероде, на воздухе окисляется медленно и не самовоспламеняется

Получается при длительном нагревании белого фосфора без доступа воздуха при t⁰ = 250 - 350⁰С. Применяется в спичечном производстве.

Черный фосфор получают нагреванием белого фосфора при 200⁰С и очень высоком давлении.

По внешнему виду и некоторым физическим свойствам похож графит. Он проводит электрический ток, жирный на ощупь. Черный фосфор весьма инертен и воспламеняется только при 490⁰С.

Р ... 3s²3p³ Степени окисления -3, 0, +3 +5.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА :

Фосфор обладает большим радиусом атома, чем азот, вследствие чего обладает меньшим сродством к электрону.

Кислородные соединения фосфора более устойчивы по сравнению с таковыми азота. Наоборот, водородные соединения фосфора менее прочные по сравнению с аммиаком. Химическая активность фосфора как восстановителя значительно выше, чем у азота. Наибольшей реакционной способностью обладает белый фосфор.

Фосфор — активный неметалл. Фосфор легче всего взаимодействует с кислородом и хлором. При избытке кислорода или хлора образуется соединения фосфора (V) , а при недостатке — соединения фосфора (III).

1) 4 Р + 3О₂ = 2 Р₂О3 4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

Недостаток избыток

2) 2Р + 3Cl₂ = 2PCl₃ 2P + 5 Cl₂= 2PCl₅

Недостаток избыток

3) С активными металлами при нагревании:

t⁰

3Ca + 2P = Ca₃P₂

Фосфид кальция

4) Взаимодействует с серой при нагревании:

2Р + 3S = P₂S₃ 2P +5S + P₂S₅

Недост. сульфид изб. сульфид

Фосфора (III) фосфора (V)

5) Взаимодействие с азотной кислотой:

P + 5 HNO₃ H₃PO₄ + 5 NO₂ + H₂O

_{0 +5}

1 4 H₂O + P⁰ − 5 ē PO₄³⁻ + 8H восстановитель

₊₁

5 NO₃⁻ + 2H⁺ +1 ē NO₂⁰ + H₂O окислитель

0

4 H₂O + P⁰ + 5 NO₃⁻ + 10 H⁺ PO₄³⁻ +8H⁺ + 5NO₂ + 5 H₂O

2 1 1

6) С водородом фосфор не реагирует, но косвенно получено

соединение РН₃ (фосфин).

Фосфин — бесцветный ядовитый газ с запахом гнилой рыбы. Он самовоспламеняется на воздухе. Этим свойством объясняется появление болотных, блуждающих или могильных огней. В теплые темные ночи на свежих могилах иногда наблюдаются бледно-голубоватые, слабо-мерцающие огоньки вспыхнувшего фосфина, который образовался при разложении трупов.

Выводы:

1.В силу своей высокой химической активности фосфор в природе в свободном виде не встречается.

2.Фосфор образует три аллотропические модификации: белый, красный, черный.