Фосфор, вуглець, кремній — хімія

Фосфор має високу хімічну активність, тому у вільному вигляді його не зустріти. У природі існує в різних модифікаціях: білий, червоний, чорний, металевий. Це явище, коли одне хімічна речовина утворює кілька речовин називається аллотропією. Білий фосфор – це м’яке, воскоподібна речовина, що має молекулярну кристалічну решітку і складається з тетраедричних молекул Р4. Чи не розчиняється у воді, але розчиняється в органічних розчинниках. Білий фосфор є реакційноздатною речовиною. На повітрі швидко окислюється аж до Р4О10, а при 400С, відбувається самозаймання і бурхливе горіння фосфору: Р4 + 5О2 → Р4О10. Тому зберігається він під водою. Білий фосфор – сильна отрута. Протилежними білому фосфору властивостями володіє червоний фосфор, який має порошкоподібну структуру. Чи не розчиняється у воді і не розчиняється в органічних розчинниках. На повітрі не окислюється і не запалюється. Не отруйний.

Фосфор проявляє як окислювальні, так і відновні властивості. У взаємодії з металами, поводиться як окислювач і утворює Фосфіди: 2P + 3Ca → Ca3P2. З неметалами реагує, як відновник: 2P + 3Cl2 → 2PCl3. З воднем не реагує. З водою диспропорционирует, утворюючи фосфорноватистой кислоту: 4Р + 6Н2О → РН3 + 3Н3РО2. Під дією сильний окислювачів перетворюється в фосфорну кислоту: 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.

Практично кожен день ми спостерігаємо реакцію фосфору з бертолетової сіллю, коли від удару фосфор спалахує: 5KClO3 + 6P → 3P2O5 + 5KCl. Напевно ви здогадалися, що мова йде про запалюванні сірників (боки сірникової коробки підведені червоним фосфором, а в голівці сірники міститься бертолетова сіль). Ця реакція є реакцією окислення.

Вуглець ще більш, ніж фосфор, алотропна речовина. У природі можна зустріти в складі мінералів: в вуглекислому газі в атмосфері, в карбонат кальцію, природному газі, торфі, кам’яному вугіллі. У вільному стані у вигляді графіту і алмазу. Графіт і алмаз досить інертні. Вони не взаємодіють з HNO3. Досить стійкі в лугах. Взаємодіють з киснем, сіркою, галогенами і металами тільки при підвищеній температурі. Прості речовини, утворені вугіллям є неметалами. Горіння вугілля утворює оксид вуглецю (IV) – вуглекислий газ: З + О2 → СО2. Так виглядає реакція, проведена в надлишку кисню, недолік якого утворює оксид вуглецю (II) – чадний газ: 2С + О2 → 2СО. Взаємодія вугілля з воднем при нагріванні утворює метан: C + 2H2 → CH4. В даній реакції вуглець проявляє себе окислювачем. Також окислювачем є в реакціях з металами, при яких утворюються карбіди: 4Al + 3C → Al4C3. З оксидами металів проявляє відновні властивості: C + 2CuO → 2Cu + CO2. Вуглець окислюватися концентрованими азотної та сірчаної кислотами: З + 4HNO3 (конц.) → СO2 + 4NO2 + 2H2O.

Вуглець досить широко застосовується в діяльності людини. Застосовуватися у вигляді коксу в металургії для відновлення металів.

Кремній є другим за поширеністю (після кисню) елементом. Входить до складу безлічі мінералів, що утворюють гірські породи і земну кору. Кремній досить інертний елемент. При нормальній t взаємодіє зі фтором. Хімічні реакції з хлором і киснем протікають з помітною швидкістю при t 400 – 6000С. З кислотами кремній не взаємодіє. У розчин у вигляді комплексної сполуки, кремній переводить суміш азотної і фтороводородной кислоти: 3Si + 4HNO3 + 18HF → 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O. Реагує з розплавами і розчинами лугів, що не диспропорционирует, а тільки окислюється: Si + 4KOH → K4SiO4 + 2H2.

При високих температурах, елемент реагує з багатьма металами. При взаємодії з металами утворюються силіциди. У силіцидом лужних і лужноземельних металів хімічний зв’язок носить іонно-ковалентний характер. Склад даних хімічний з’єднань є постійним. Так же склад відповідає ступеню окислення кремнію (-4): Na4Si, Mg2Si. Отже, кремній виявляє окисні властивості.

Кремній не здатний взаємодіяти з воднем. Але, незважаючи на це, його з’єднання з воднем все ж існують. Наприклад: SiH4 (моносилан). З галогенами кремній утворює тетрагалогеніди: газоподібний SiF4, рідкі SiCl4 і SiBr4 і твердий SiI4. З сірої кремній утворює дисульфид кремнію SiS2. З вуглецем кремній утворює карбід кремнію.

Посилання на основну публікацію