Фосфор і його сполуки

Будова і властивості атомів. Наступний після азоту представник головної підгрупи V групи Періодичної системи Д. І. Менделєєва – елемент-неметал фосфор Р. Атоми фосфору в порівнянні з атомами азоту мають більший радіус, менше значення електронегативності, а значить, більш виражені відновні властивості. Сполуки зі ступенем окислення -3 атома фосфору зустрічаються рідше, ніж у азоту (тільки в фосфід – судинних фосфору з металами, наприклад Са3Р2, Na3P). Найчастіше фосфор проявляє в з’єднаннях ступінь окислення 4-5. А в його поєднанні з воднем – фосфін РН3 – ковалентний зв’язок між атомами різних елементів малополярний в силу того, що значення електронегативності фосфору і водню майже однакові.

Фосфор – проста речовина. Хімічний елемент фосфор утворює кілька аллотропних модифікацій. Ви вже знаєте два простих речовини: білий фосфор і червоний фосфор.

Білий фосфор (рис. 137, а) має молекулярну кристалічну решітку, що складається з молекул Р4.

Він не розчиняється у воді, але добре розчиняється в сірковуглецю. На повітрі білий фосфор легко окислюється, а в порошкоподібному стані навіть запалюється.

Досвід, який ілюструє перехід червоного фосфору в білий
Білий фосфор дуже отруйний. Особливим його властивістю є здатність світитися в темряві внаслідок його окислення. Зберігають його під водою.

Червоний фосфор (рис. 137, б) являє собою темно-малиновий порошок. Він не розчиняється ні у воді, ні в сірковуглецю. На повітрі окислюється повільно і не самозаймається. Неядовіт і не світиться в темряві.

При нагріванні червоного фосфору в пробірці (рис. 138), закритою ватним тампоном, він перетворюється на білий фосфор. Якщо висмикнути тампон, то осів на ньому білий фосфор спалахне на повітрі. Цей досвід показує огнеопасность білого фосфору.

Хімічні властивості червоного і білого фосфору близькі, але білий фосфор більш хімічно активний.

Фосфін – це дуже отруйний газ з неприємним запахом. Легкозаймисте на повітрі. Ця властивість фосфіну і пояснює появу болотних блукаючих вогнів.

Сполуки фосфору. При горінні фосфору утворюється, як ви вже знаєте, оксид фосфору (V) Р2O5 – білий гігроскопічний порошок. Це типовий кислотний оксид, що володіє всіма властивостями кислотних оксидів (згадайте якими).

Оксиду фосфору (V) відповідає фосфорна кислота Н3РO4. Вона являє собою тверде прозоре кристалічна речовина, добре розчинна у воді в будь-яких співвідношеннях.

Як трёхосновная кислота, Н3РO4 утворює три ряди солей:

середні солі, або фосфати (наприклад, Са3 (РO4) 2), які нерозчинні у воді, крім фосфатів лужних металів;
Якісна реакція на фосфат-іон
кислі солі – дигідрофосфат (наприклад, Са (Н2РO4) 2), більшість з яких добре розчинні у воді;
кислі солі – гідрофосфат (наприклад, СаНРO4), які малорастворіми у воді (крім фосфатів натрію, калію та амонію), т. е. займають проміжне положення між фосфатами і дигідрофосфат по розчинності.

У природі фосфор у вільному вигляді не зустрічається – тільки у вигляді сполук. Найважливішими природними сполуками фосфору є мінерали фосфорити і апатити. Основну їх масу становить фосфат кальцію Са3 (РO4) 2, з якого і отримують в промисловості фосфор.

Біологічне значення фосфору. Фосфор є складовою частиною тканин організмів людини, тварин і рослин. В організмі людини більша частина фосфору пов’язана з кальцієм. Для побудови скелета дитині потрібні однакові кількості фосфору і кальцію. Крім кісток, фосфор міститься в нервовій тканині, крові, молоці. У рослинах фосфор входить до складу білків.

З фосфору, що надходить в організм людини з їжею, головним чином з яйцями, м’ясом, молоком і хлібом, будується АТФ – аденозинтрифосфорная кислота, яка служить основним джерелом енергії для внутрішньоклітинних процесів, а також нуклеїнові кислоти – ДНК і РНК, що здійснюють передачу спадкових властивостей організму . Найбільш інтенсивно АТФ витрачається в активно працюючих органах тіла: печінці, м’язах, мозку. Недарма знаменитий мінералог, один з основоположників науки геохімії, академік А. Е. Ферсман назвав фосфор “елементом життя і думки».

Як було зазначено, фосфор існує в природі у вигляді сполук, що містяться в грунті (або розчинених у природних водах). З ґрунту фосфор витягується рослинами, а тварини отримують його з рослинною їжею. Після відмирання рослинних і тваринних організмів фосфор знову переходить в грунт. Так здійснюється круговорот фосфору в природі (рис. 140).

Застосування фосфору та його сполук. Червоний фосфор використовують для виробництва сірників, фосфорної кислоти, яка, в свою чергу, йде на виробництво фосфорних добрив і кормових добавок для тваринництва. Крім того, фосфор застосовують для одержання отрутохімікатів (згадайте балончики з дихлофосом, хлорофосом та ін.) (Рис. 141).

Відкриття фосфору. Фосфор відкритий німецьким алхіміком Г. Брандом в 1669 р, а свою назву отримав за здатність світитися в темряві (в пер. З грец. Фосфор – світлоносний).

Посилання на основну публікацію