Područja primjene fosfora. Fosfor: struktura atoma, hemijska i fizička svojstva

Fosfor je hemijski element sa atomskim brojem 15. Nalazi se u grupi V D.I. Mendeljejev. Hemijska formula fosfora R.

Fosfor je dobio ime po grčkom phosphoros, što znači "svjetlosni".

Fosfor je prilično čest u zemljinoj kori. Njegov sadržaj je 0,08-0,09% ukupne mase zemljine kore. A u morskoj vodi fosfor sadrži 0,07 mg / l.

Fosfor ima visoku hemijsku aktivnost, stoga se ne pojavljuje u slobodnom stanju. Ali s druge strane, formira skoro 190 minerala. Fosfor se naziva elementom života. Nalazi se u zelenim biljkama, životinjskim tkivima, proteinima i drugim esencijalnim hemijskim jedinjenjima.

Modifikacije fosfora

Poznato je da neki hemijski elementi mogu postojati u obliku dvije ili više jednostavnih supstanci koje se razlikuju po svojoj strukturi i svojstvima. Ovaj fenomen se naziva alotropija. Dakle, fosfor ima nekoliko alotropnih modifikacija. Sve ove modifikacije se razlikuju po svojim svojstvima. Najčešći su bijeli fosfor, žuti fosfor, crveni fosfor, crni fosfor.

Bijeli fosfor - jednostavna bijela supstanca. Njegova molekulska formula je P 4 . Po izgledu, bijeli fosfor je sličan parafinu. Deformiše se čak i uz malo napora i lako se reže nožem. U mraku je uočljiv blijedozeleni sjaj koji dolazi od fosfora. Ovaj fenomen se naziva hemiluminiscencija.

Bijeli fosfor je kemijski aktivna tvar. Lako se oksidira kisikom i lako se rastvara u organskim rastvaračima. Stoga se skladišti u posebnim inertnim medijima koji ne ulaze u kemijske reakcije. Bijeli fosfor se topi na +44,1 °C. Bijeli fosfor je vrlo toksična supstanca.

žuti fosfor - ovo je sirovi bijeli fosfor, ili bijeli fosfor sa nečistoćama. Tačka topljenja +34 °C, tačka ključanja +280 °C. Kao i bijeli, žuti fosfor je nerastvorljiv u vodi. Oksidira na vazduhu i zapaljivo. On takođe ima fenomen hemiluminiscencije.

crveni fosfor koji se dobija zagrevanjem belog fosfora na visoke temperature. Formula crvenog fosfora R n . To je složeni polimer. U zavisnosti od uslova proizvodnje, boja crvenog fosfora može varirati od svetlo crvene do tamno smeđe. Hemijski, crveni fosfor je mnogo manje aktivan od bijelog. Rastvara se samo u rastopljenom olovu i bizmutu. Ne pali na vazduhu. To se može dogoditi samo kada se zagrije na 240-250 o C kada se sublimira u bijeli oblik fosfora. Ali može se spontano zapaliti pri udaru ili trenju. Fenomen hemiluminiscencije u crvenom fosforu nije uočen. Nerastvorljiv je u vodi, benzenu, ugljičnom disulfidu. Rastvorljiv samo u fosfornom tribromidu. Kada se čuva na vazduhu, postepeno oksidira. Stoga ga čuvajte u zatvorenoj, zatvorenoj posudi.

Crveni fosfor je gotovo netoksičan. Stoga se on koristi u proizvodnji šibica.

crni fosfor izgleda kao grafit. Crni fosfor je prvi put dobijen 1914. godine iz belog fosfora pri pritisku od 20 hiljada atmosfera (2 10 9 Pa) i temperaturi od 200 o C. Crni fosfor se topi na temperaturi od 1000 o C i pritisku od 18 10 5 Pa. Crni fosfor se ne rastvara u vodi niti u organskim rastvaračima. Počinje gorjeti samo ako se zagrije na temperaturu od +400 °C u čistom kisiku. Crni fosfor ima svojstva poluvodičkih materijala.

Hemijska svojstva elementarnog fosfora

1. Elementarni fosfor se oksidira kisikom

U okruženju sa viškom kiseonika

4P + 5O 2 → 2P 2 O 5

Sa nedostatkom kiseonika

4P + 3O 2 → 2P 2 O 3

2. Reaguje sa metalima, formirajući fosfide kada se zagreje

3Mg + 2P → Mg 3 P 2

3. Reaguje sa nemetalima

2P + 5Cl 2 → 2PCl 5

4. Na temperaturi od +500 °C stupa u interakciju s vodenom parom

8P + 12H 2 O → 5RN 3 + 3H 3 RO 4

Upotreba fosfora

Glavni potrošač fosfora je poljoprivreda. Velika količina celokupnog dobijenog fosfora koristi se za proizvodnju fosfatnih đubriva: fosfatnih kamenih, jednostavnih i dvostrukih superfosfata, složenih azotno-fosfornih đubriva. Fosfor se široko koristi u proizvodnji sintetičkih deterdženata, fosfatnih stakala, za obradu i bojenje prirodnih i sintetičkih vlakana. U medicini se preparati fosfora koriste kao lekovi.

Opće informacije i metode akvizicije

Fosfor (P) je nemetal. Otkrio ga je 1669. Brand (Njemačka), koji je primio supstancu koja svijetli u mraku. Originalni naziv je "hladna vatra", kasnije - fosfor, od grčkog "phosph6ros" - luminiferni.

Lavoisier je ustanovio elementarnu prirodu fosfora. Godine 1771. Schee-le je predložio metodu za dobijanje fosfora iz koštanog pepela kalcinacijom sa ugljem.

U drugoj polovini XIX veka. organizovana je industrijska proizvodnja fosfora iz fosforita u retortnim pećima; početkom 20. veka. zamijenile su ih električne pećnice.

Najvažniji minerali koji sadrže fosfor su apatiti i fosforiti. Sadržaj fosfora (prema P2O5) u apatitima se kreće od 20 do 41%.

Fosforiti su minerali sedimentnog porijekla, čija su glavna komponenta kalcijum fosfati; osim toga, sadrže brojne inkluzije kvarca, kalcita, glaukonita itd., kao i organske tvari. Sadržaj fosfora (prema R2O5) u fosforitima je 5-36%.

Trenutno se fosfor dobiva kalciniranjem fosforita ili apatita u električnim pećima s pijeskom (Si0 2) i ugljem (C) bez pristupa zraka. Ispuštene fosforne pare se kondenzuju u prijemniku pod vodom.

Fizička svojstva

Atomske karakteristike. Atomski broj 15, atomska masa 30.973 amu. jesti. atomska zapremina 13,93-10 _ u m 3 / mol. Atomski radijus 0,134 nm, jonski radijusi P 6 +, P 3 +, P 3 - 0,035; 0,044; 0,186 nm, respektivno. Elektronegativnost 2.1. Konfiguracija vanjskih elektronskih ljuski 3s 2 3p 3 . Vrijednosti jonizacionog potencijala / (eV): 10,55; 19.65; 30.16.

Crveni fosfor je amorfna supstanca; boja - od smeđe do ljubičaste; nastaje kada se bijeli fosfor zagrijava bez pristupa zraka na 250-300 °C nekoliko sati. Uz dugotrajno zagrijavanje crvenog fosfora iznad 450°C, postoje njegovi različiti kristalni oblici: triklinski, kubni, tetragonalni itd.

Crni fosfor nastaje zagrijavanjem bijelog fosfora na 200-220°C i pritiskom od 1,2-1,7 GPa. Ova transformacija u prisustvu žive i male količine kristala crnog fosfora vrši se pri normalnom pritisku i temperaturi od 370°C tokom 8 dana.

Postoje amorfni i kristalni oblici crnog fosfora. Kristali crnog fosfora imaju rombičnu rešetku sa parametrima: l = 0,331 nm, 6 = 0,438 nm, c = 1,050 nm. U jediničnoj ćeliji ima 8 atoma.

Energija kristalne rešetke je 315 μJ/kmol. Afinitet atoma za elektron je 0,8-0,9 eV; energija disocijacije molekula je 5,0 eV. Efektivni poprečni presek za hvatanje toplotnih neutrona je 19-10 -30 m g.

Gustina. Bijeli fosfor: a-modifikacija ima gustoću p = 1,828 Mg / m 3, 6-modifikacija 1,880 Mg / m 3. Gustina žuta 2.223 Mg/m 3 , kristalno crna 2.702 Mg/m 3 , amorfna crna 2.250 Mg/m 3 , crvena 2.000 do 2.400 Mg/m 3 .

Hemijska svojstva

Fosfor pokazuje oksidaciona stanja +5, 4-3, -3. Elektrohemijski ekvivalent fosfora sa oksidacionim stanjem od +5 je 0,06421 mg/C.

Različite modifikacije fosfora oštro se razlikuju po hemijskoj aktivnosti: bijela, crvena, crna (po opadajućem redoslijedu aktivnosti).

Fino mljeveni bijeli fosfor se spontano pali na zraku, a u kompaktnom obliku se pali kada se zagrije iznad 50 °C.

Crveni fosfor pri normalnoj temperaturi i vlažnosti sporo reaguje sa vodenom parom i kiseonikom, ali velike količine se zapale kada se skladište u vazduhu.

Crni fosfor je stabilniji: njime se može bezbedno rukovati na vazduhu.

U normalnim uslovima fosfor ne stupa u interakciju sa vodonikom, pa se spojevi ovih elemenata dobijaju posredno, i to: dejstvom kiseline ili vode na metalne fosfide, ključanjem belog fosfora sa rastvorom kaustične potaše, termičkom razgradnjom nižih fosfornih kiselina itd. .

Poznata su sledeća vodonična jedinjenja fosfora: fosfin RN3, difosfin P 2 H 4 i čvrsti niži fosfor hidridi koji odgovaraju opštoj formuli PgpHn. Fosfin je jak redukcioni agens.

Čvrsti hidridi nižeg fosfora (PrnHn) su polimeri i u mnogim aspektima podsjećaju na organsku plastiku i fosfatna stakla.

Fosfor sa kiseonikom stvara niz oksida.

Fosfor (V) oksid P 2 0 5, ili fosforni anhidrid, je bijeli, higroskopni prah koji sublimira na 360 °C i atmosferskom pritisku. Kada je izložen svjetlu, P2O5 svijetli zeleno.

Fosforni anhidrid reaguje sa metalima, formirajući mešavinu fosfata i fosfida; sa halogenidima, osim sa fluorom, ne reaguje; dehidrira mnoge organske tvari; reaguje sa alkoholima, fenolima, etrima, alkil fosfatima, itd.; kada je fuzionisan sa bazičnim oksidima, formira čvrste fosfate.

Fosfor (III) oksid P 2 0 3, ili fosforni anhidrid, je isparljivi bijeli kristali, otrovni, lako rastvorljivi u organskim rastvaračima, spontano se raspadaju tokom dužeg skladištenja. Ima jaka redukciona svojstva, reaguje sa hlorom i bromom, formirajući oksihalide.

Fosfor (IV) oksid, ili fosfor tetroksid P0 2 (P20 4), je polimer (P0 2)", sjajni su prozirni kristali koji se sublimiraju iznad 780°C, šire se u zraku, upijaju vlagu, dobro se otapaju u vodi.

Fosfor reaguje eksplozivno sa fluorom; u atmosferi hlora i broma, bijeli fosfor se pali na hladnoći; s crvenim fosforom, reakcija se odvija mirno; bijeli fosfor stupa u interakciju s jodom kada se ohladi, crveni fosfor - kada se zagrije. Fosforni halogenidi su izuzetno reaktivni; hemijska aktivnost opada od fluorida do jodida, a snaga se smanjuje na sličan način.

Kada se fosfor spoji sa sumporom ispod 100 °C, formiraju se čvrste otopine; iznad 100°C - kristalni sulfidi P 4 S 3, P 4 S 5, P4S7, P 4 S, 0.

Prilikom miješanja svježe destiliranog fosfornog (III) oksida P 4 0b sa izračunatom količinom sumpora u atmosferi dušika nastaju fosforni oksisulfidi: P 2 0 3 S 2, P 2 0 2 S 3, P 4 0 4 S 3, P 6 O 10 S5 . Poznati su i polimer sulfidi, čiji sastav odgovara molarnom omjeru 0< Я/5 < 0,4.

Fosfor reaguje sa ugljenikom u parama na visokim temperaturama (iznad 2000 °C).

Kada fosfor (III) hlorid PC1 3 stupi u interakciju sa acetilenmagnezij jodom (C 2 Mg 2 l2), nastaje žućkasto-bijeli amorfni talog karbida (PC 3) koji se ne otapa u običnim rastvaračima i ne uništava ga kiselinama i alkalijama. , ali se zapali pri najmanjem zagrijavanju uz oslobađanje ugljika

Para fosfora reaguje sa azotom u električnom pražnjenju, formirajući čvrste nitride. Čisti bijeli nitridi su inertni na sobnoj temperaturi i ne reagiraju s vodom, hlorom, hlorovodoničnom kiselinom i razblaženom sumpornom kiselinom. Potpuno se razgrađuju kuhanjem koncentrirane sumporne kiseline. Iznad 500-700 °C, fosforni nitridi disociraju stvaranjem dušika i elementarnog fosfora.

Sa metalima, kao i sa više elektropozitivnih elemenata (B, Si, As, itd.), fosfor formira fosfide, koji burno reaguju sa vodom i mineralnim kiselinama.

Fosfidi metala podgrupe bakra su termički nestabilni, ne rastvaraju se u azotnoj kiselini čak ni kada su prokuvani i poluprovodnici su.

Fosfidi metala podgrupe cinka lako se razlažu vodom i kiselinama, lako izgaraju u struji kisika, suhi vodik ne djeluje na njih, fluor djeluje već na sobnoj temperaturi, a klor, brom i jod - samo kada se zagrije.

Fosfidi prelaznih metala, kao i lantanidi i aktinidi, slični su po fizičkim svojstvima bilo poluprovodnicima (VP, NbP, TaP, CrP, MoP, WP, MnP) ili metalima (TiP, ZrP, HtP). Hemijski su relativno stabilni, njihova hemijska otpornost opada sa smanjenjem sadržaja fosfora. Fosfidi nemetala i takozvani polumetali su kovalentna jedinjenja koja su ili dielektrici ili poluprovodnici. Fosfidi elemenata podgrupe bora smanjuju hemijsku aktivnost sa BP na InP, dok TeP u normalnim uslovima uopšte ne nastaje.

Fosfidi elemenata IV grupe (Si, Ge, Sn, Pb) i grupe V periodnog sistema (As, Sb) su hemijski nestabilni.

Sa silicijumom fosfor formira Si 2 P i SiP, sa germanijumom GeP, sa kalajem Sn 4 P 3 i SnP 4, sa olovom Pb 3 P 2, sa arsenom AsP, sa antimonom SbP. Bizmut fosfidi se ne stvaraju.

Kada se fosfor zagreva u HC parama! nastaje fosfin PH 3, u produktima interakcije fosfora sa HBr izoluje se fosfonijum bromid PH 4 Br, sa HI - fosfor dynond P 2 1 4 i fosfonijum jodid PH 4 1.

Kada se fosfor zagreva sa vodenim rastvorima jakih alkalija, nastaje fosfin PH 3.

Fosfor ne stupa u interakciju sa vodom, ali na temperaturama od 600-900°C pod pritiskom i u prisustvu katalizatora (Pt, Ti, Zr, Cu) nastaju fosforna kiselina H 3 P0 4 i vodonik.

Bijeli fosfor se lako oksidira vodenim otopinama soli metala s malim redoks potencijalom (Cu, Ag, Au, Pb, itd.); crveni i crni fosfor se ne oksidiraju.

Prema svojoj strukturi, organofosforna jedinjenja se uslovno mogu podeliti na karboksilne kiseline koje sadrže fosfor i njihove derivate (esteri, amidi itd.), kao i na fosfine, njihove derivate i srodne supstance. U svim ovim spojevima postoji direktna veza između fosfora i ugljika.

Područja upotrebe

Elementarni fosfor se koristi u vojnim poslovima, u industriji šibica, za proizvodnju termalne fosforne kiseline, polifosfata, hlorida, sulfida, fosfida i drugih jedinjenja.

U metalurgiji se fosfor koristi za legiranje čelika (automatski čelik do 0,15% P, nerđajući čelik do 0,3% P itd.),

liveno gvožđe (fosforno liveno gvožđe do 0,8% P). Legura bakar - magnezijum fosfor (do 1,4% P) ima visoku električnu provodljivost i slabo slabi kada se zagrije; industrijska legura bakra sa fosforom (7% P) karakterizira superplastičnost u području temperatura deformacije (400-600 ° C); mnoge legure koje sadrže fosfor koriste se kao lemovi; umjesto željeznog grafita, bronza-grafita i bronze koriste se sinterirane antifrikcione legure koje sadrže fosfor (do 2% P), koje imaju visoku mehaničku čvrstoću, otpornost na habanje, uhodavanje; sinterirane frikcione legure (do 1% P) koriste se za stvaranje mekih magnetnih materijala, magnetnih kola i drugih proizvoda; Legure koje sadrže fosfor primjenjuju se u obliku premaza za zaštitu materijala od habanja i korozije; filmovi od legura Co-P, Ni-P, Co-Fe-P, Co-W-P su feromagnetni, koriste se za stvaranje memorijskih elemenata u kompjuterima.

Fosfor se unosi u sastav nekih bronza (fosforna bronza - 0,5-1,2% P), povećavajući njihovu fluidnost i otpornost na abraziju.

Površinska obrada čeličnih proizvoda - fosfatiranje - pruža zaštitu od korozije.

Fosfor se koristi kao deoksidator u proizvodnji legura obojenih metala (do 1% P), što povećava njihovu otpornost na toplinu (fechral, ​​hromal, itd.).

Fosfor se takođe koristi za dobijanje poluprovodnika - galij i indijum fosfida, unosi se u sastav drugih poluprovodnika u malim količinama kao neophodan aditiv.

Fosforna kiselina se koristi za proizvodnju koncentriranih fosfatnih gnojiva (dvostruki superfosfat, precipitat, nitrofoska, nitrofos, itd.). reagensi.

Amonijum fosfati se koriste za impregnaciju tkanina, plastike, drveta kako bi im dali svojstva otpornosti na vatru; Fosfati Fe, Na, K, Ca - komponente tečnosti za bušenje, paste za zube; foefash Ca i amonijum se koriste za proizvodnju emajla i u farmaceutskoj industriji.

Megafosfati se koriste u industriji za omekšavanje vode i smanjenje njene korozivne aktivnosti, za uklanjanje kamenca u parnim kotlovima, a dodaju se i nekim deterdžentima.

Polifosfati se koriste u proizvodnji sintetičkih deterdženata.

Fosfidi imaju sljedeće primjene: Bor fosfid - za npr. senzore. e. iz hale, poluprovodničke uređaje, prijemnike infracrvenog zračenja, radna tijela kvantnih generatora; bakar fosfid - za laauni lemljenje; nikl fosfid - za stvaranje premaza otpornih na habanje na dijelovima strojeva.

Oksid (V) fosfora P 2 O h koristi se kao sredstvo za sušenje za dehidrataciju u proizvodnji metnl-metakrilatnih smola.

Fosforni hloridi se široko koriste u industriji u proizvodnji boja, insekticida, lijekova, surfaktanata i kao djelotvorno sredstvo za hlorisanje.

Područja primjene fosfornih sulfida - proizvodnja flotacijskih reagensa, antikorozivnih aditiva za ulja i goriva, organofosfornih insekticida (tiofos, karbofos, itd.). Organofosforna jedinjenja - lakovi otporni na toplotu i vatru, lepkovi - za modifikaciju polimera, za proizvodnju neorganske gume.

Nuklearna industrija koristi složena jedinjenja fosfora za ekstrakciju rijetkih i transuranskih elemenata iz ruda.

Vjeruje se da je fosfor mineral koji svijetli u mraku, otrovan i zapaljiv. Ali ovo je samo dio istine o ovom nevjerovatnom elementu. Fosfor takođe može biti različit, sa direktno suprotnim svojstvima.

Šta je crveni fosfor?

Fosfor može postojati u nekoliko varijanti (alotropnih oblika), koji se jako razlikuju po svojim fizičkim i hemijskim svojstvima. Razlog tome je razlika u strukturi. Na primjer, kristalna rešetka bijelog fosfora je molekularna, a rešetka crvenog fosfora je atomska. Zahvaljujući njemu, sporo reaguje sa drugim supstancama, stabilan je na vazduhu u normalnim uslovima (beli fosfor se pali u vazduhu). Ukupno je u fosforu pronađeno više od dvadeset modifikacija, od kojih su četiri stabilne (bijeli, crveni, crni i metalni fosfor), a ostale su nestabilne.

Crveni fosfor je vrlo zanimljiva supstanca, prirodni anorganski polimer formule (P 4) n i vrlo složene strukture piramidalno povezanih atoma.

Svojstva crvenog fosfora donekle zavise od uslova za njegovu pripremu. Promjenom temperature, svjetlosti i katalizatora, moguće je stvoriti vrste crvenog fosfora sa predvidljivim svojstvima.

Otkrivač crvenog fosfora je Austrijanac A. Schroetter, koji ga je dobio zagrijavanjem zatvorene ampule s bijelim fosforom i ugljičnim monoksidom na temperaturi od +500 °C.

Svojstva crvenog fosfora

Crveni fosfor se dobija dugotrajnim zagrijavanjem bijelog fosfora na visokim temperaturama (250-300°C) bez zraka. Boja supstance varira od ljubičasto-crvene do ljubičaste.

Crveni fosfor, za razliku od svog poznatijeg "brata", bijelog fosfora, je čvrsta supstanca, ne luminescira, praktično je nerastvorljiv ni u čemu (ni u vodi, ni u organskim rastvaračima, ni u ugljičnom disulfidu). Nije otrovan, spontano se zapali na zraku samo na temperaturi od + 240-260 ° C (u stvari, ne zapali se sam crveni fosfor, već njegove pare koje se nakon hlađenja pretvaraju u bijeli zapaljivi fosfor).

Gustoća crvenog fosfora je veća od belog i iznosi 2,0 - 2,4 g / cm3 (u zavisnosti od specifične modifikacije).

U zraku, crveni fosfor upija vlagu, oksidira, pretvarajući se u oksid; nastavljajući da upija vlagu, pretvara se u gustu fosfornu kiselinu („natapa“). S obzirom na to, reagens treba biti hermetički zatvoren, lišavajući pristupa vlazi iz zraka. Kada se zagrije, crveni fosfor se ne topi, već sublimira (isparava). Nakon kondenzacije, pare tvari se pretvaraju u bijeli fosfor.

Upotreba crvenog fosfora

Crveni fosfor je praktično netoksičan i mnogo sigurniji za rukovanje i skladištenje od bijelog fosfora. Stoga se u industrijskoj proizvodnji fosfida, gnojiva koja sadrže fosfor i raznih derivata fosforne kiseline najčešće koristi crveni fosfor.

Sam crveni fosfor se uglavnom koristi za pravljenje šibica. Uključen je u mješavinu "rende", koja se nanosi na kutije. Takođe se koristi u mazivima, zapaljivim kompozicijama, gorivima i u proizvodnji sijalica sa žarnom niti.

Ne znate gdje kupiti crveni fosfor?

Crveni fosfor i razne druge hemikalije možete kupiti u jednoj od najvećih prodavnica laboratorijske opreme, PrimeChemicalsGroup. Imamo pristupačne cijene i povoljnu dostavu u Moskvi i regiji, a kvalifikovani menadžeri će vam pomoći da napravite izbor.

DEFINICIJA

crveni fosfor je termodinamički najstabilnija alotropska modifikacija elementarnog fosfora. U normalnim uslovima, to je prah raznih nijansi (od ljubičasto-crvene do ljubičaste) (Sl. 1).

Boja je određena načinom dobijanja i stepenom drobljenja supstance. Ima metalik sjaj. Kada se zagreje, sublimira. Oksidira u vazduhu. Nerastvorljiv u vodi i ugljičnom disulfidu. Hemijska aktivnost crvenog fosfora je mnogo manja od bijelog i crnog. Rastvara se u topljenju olova iz kojeg kristališe ljubičasti fosfor (Gittorfov fosfor).

Rice. 1. Crveni fosfor. Izgled.

Hemijska formula crvenog fosfora

Crveni fosfor ima formulu P n i polimer je složene strukture.

Grafička (strukturna) formula crvenog fosfora

Strukturna (grafička) formula polimera crvenog fosfora je vizualnija. Pokazuje kako su atomi povezani jedni s drugima unutar molekula:

Elektronska formula

Elektronska formula koja pokazuje raspodjelu elektrona u atomu po energetskim podnivoima prikazana je u nastavku:

15 P 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3

Takođe pokazuje da fosfor pripada elementima p-familije, kao i broj valentnih elektrona - na vanjskom energetskom nivou ima 5 elektrona (3s 2 3p 3).

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte	Dva ugljovodonika imaju različite relativne molekulske mase: 26 i 78, ali isti sastav: 92,3% ugljenika i 7,7% vodonika. Pronađite molekularne formule ugljikovodika.
Rješenje	Označimo broj molova elemenata koji čine spoj sa "x" (ugljik) i "y" (vodonik). Tada će molarni omjer izgledati ovako (vrijednosti ​​​relativnih atomskih masa uzetih iz periodnog sistema D.I. Mendeljejeva zaokružit će se na cijele brojeve): x:y = ω(C)/Ar(C) : ω(H)/Ar(H); x:y= 92,3/12: 7,7/1; x:y= 7,69: 7,7 = 1: 1 To znači da najjednostavnija formula ugljikovodika ima oblik CH i molarnu masu od 13 g/mol. Da bismo pronašli pravu formulu spoja, nalazimo omjer njegovih molarnih masa: M supstanca (1) / M(CH) = 26 / 13 = 2 To znači da bi indeksi atoma ugljika i vodika trebali biti 2 puta veći, tj. formula supstance će izgledati kao C 2 H 2. To je acetilen. M supstanca (2) / M(CH) = 78 / 13 = 6 To znači da bi indeksi atoma ugljika i vodika trebali biti 6 puta veći, tj. formula supstance će izgledati kao C 6 H 6. To je benzol.
Odgovori	C 2 H 2 i C 6 H 6

PRIMJER 2

Vježbajte	Napišite formulu za jedinjenje natrijuma, fosfora i kiseonika, ako su maseni udjeli elemenata u njemu: ω(Na) = 34,6%, ω(P) = 23,3%, ω(O) = 42,1%.
Rješenje	Maseni udio elementa X u molekuli sastava HX izračunava se po sljedećoj formuli: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Označimo broj molova elemenata koji čine jedinjenje kao "x" (natrijum), "y" (fosfor), "z" (kiseonik). Tada će molarni omjer izgledati ovako (vrijednosti ​​​relativnih atomskih masa uzetih iz periodnog sistema D.I. Mendeljejeva zaokružit će se na cijele brojeve): x:y:z = ω(Na)/Ar(Na) : ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 34,6/23: 23,3/31: 42,1/16; x:y:z= 1,5: 0,75: 2,63 = 2: 1: 3 Dakle, formula za spoj natrijuma, fosfora i kiseonika će izgledati kao Na 2 PO 3.
Odgovori	Na2PO3

Crveni fosfor, koji se naziva i ljubičasti fosfor, termodinamički je stabilnija modifikacija elementarnog fosfora. Prvi put ga je dobio 1847. godine u Švedskoj austrijski hemičar A. Schrötter zagrijavanjem bijelog fosfora na 500°C u atmosferi ugljičnog monoksida (CO) u zatvorenoj staklenoj ampuli.

Crveni fosfor ima formulu P n i polimer je složene strukture. U zavisnosti od načina proizvodnje i stepena drobljenja crvenog fosfora, ima nijanse od ljubičasto-crvene do ljubičaste, au livenom stanju ima tamnoljubičasti metalni sjaj sa bakrenom nijansom. Hemijska aktivnost crvenog fosfora je mnogo niža od one bijelog; ima izuzetno nisku rastvorljivost. Crveni fosfor je moguće rastvoriti samo u određenim rastopljenim metalima (olovo i bizmut), koji se ponekad koristi za dobijanje velikih kristala. Tako je, na primjer, njemački fizikalni hemičar I. V. Gittorf 1865. godine prvi put primio savršeno građene, ali male kristale (Gittorfov fosfor). Crveni fosfor se ne pali spontano na vazduhu, do temperature od 240-250 °C (kada se tokom sublimacije promeni u beli oblik), već se spontano pali pri trenju ili udaru; potpuno mu nedostaje fenomen hemiluminiscencije. Nerastvorljiv u vodi, kao i u benzenu, ugljičnom disulfidu i drugim, rastvorljiv u fosfornom tribromidu. Na temperaturi sublimacije, crveni fosfor se pretvara u paru, čijim hlađenjem nastaje uglavnom bijeli fosfor.

Njegova otrovnost je hiljadama puta manja od bijele, pa se mnogo šire koristi, na primjer, u proizvodnji šibica (površina rešetke kutija je premazana sastavom na bazi crvenog fosfora). Gustina crvenog fosfora je također veća i dostiže 2400 kg/m³ kada se lijeva. Kada se skladišti na vazduhu, crveni fosfor u prisustvu vlage postepeno oksidira, formirajući higroskopni oksid, upija vodu i postaje vlažan („natopljen“), formirajući viskoznu fosfornu kiselinu; Stoga se čuva u hermetički zatvorenoj posudi. Kada se "natopi" - ispere se vodom od ostataka fosfornih kiselina, osuši i koristi za predviđenu svrhu.

crni fosfor

Crni fosfor je termodinamički i hemijski najneaktivniji oblik elementarnog fosfora. Po prvi put, crni fosfor je 1914. godine dobio američki fizičar P. W. Bridgman iz bijelog fosfora u obliku crnih sjajnih kristala visoke (2690 kg/m³) gustoće. Da bi izvršio sintezu crnog fosfora, Bridgman je primijenio pritisak od 2 × 10 9 Pa (20 hiljada atmosfera) i temperaturu od oko 200 ° C. Početak brzog prijelaza leži u području od 13.000 atmosfera i temperaturi od oko 230 °C.

Crni fosfor je crna supstanca metalnog sjaja, masna na dodir i vrlo slična grafitu, a nije rastvorljiva u vodi ili organskim rastvaračima. Crni fosfor je moguće zapaliti samo tako što se prvo snažno zagrije u atmosferi čistog kisika do 400°C. Crni fosfor provodi električnu energiju i ima svojstva poluprovodnika. Tačka topljenja crnog fosfora je 1000 ° C pod pritiskom od 18 × 10 5 Pa.