Природные соединения и получение фосфора, Химические свойства - Фосфор и его соединения

По распространенности в земной коре фосфор опережает азот, серу и хлор. В отличие от азота фосфор, из-за большой химической активности встречается в природе только в виде соединений. Наиболее важные минералы фосфора - апатит Са5Х(РО4)3 (Х - фтор, реже хлор и гидрооксильная группа) и фосфорит основой которого является Са3(РО4)2. Крупнейшее месторождение апатитов находится на Кольском полуострове, в районе Хибинских гор. Залежи фосфоритов находятся в районе гор Каратау, в Московской, Калужской, Брянской областях и в других местах. Фосфор входит в состав некоторых белковых веществ, содержащихся в генеративных органах растений, в нервных и костных тканях организмов животных и человека. Особенно богаты фосфором мозговые клетки.

В наши дни фосфор производят в электрических печах, восстанавливая апатит углем в присутствии кремнезема:

Ca3(PO4)2+3SiO2+5C3CaSiO3+5CO+P2.

Пары фосфора при этой температуре почти полностью состоят из молекул Р2, которые при охлаждении конденсируются в молекулы Р4.

Химические свойства

Электронная конфигурация атома фосфора

1SSP63S23Pd0

Наружный электронный слой содержит 5 электронов. Наличием трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет то, что в нормальном, невозбужденном состоянии валентность фосфора равна 3.

Но на третьем энергетическом уровне имеются вакантные ячейки d-орбиталей, поэтому при переходе в возбужденное состояние 3S-электроны будут разъединяться, переходить на d подуровень, что приводит к образованию 5-ти неспаренных элементов.

Таким образом, валентность фосфора в возбужденном состоянии равна 5.

В соединениях фосфор обычно проявляет степень окисления +5, реже +3, -3.

    1. Реакции с кислородом: 4P0 + 5O2 2P2+5O5 (при недостатке кислорода: 4P0 + 3O2 2P2+3O3) 2. С галогенами и серой: 2P0 + 3Cl2 2P+3Cl3

P0 + 5S P2+5S5

(галогениды фосфора легко разлагаются водой, например:

PCl3 + 3H2O H3PO3 + 3HCl

PCl5 + 4H2O H3PO4 + 5HCl)

    3. С азотной кислотой: 3P0 + 5HN+5O3 + 2H2O 3H3P+5O4 + 5N+2O 4. С металлами образует фосфиды, в которых фосфор проявляет степень окисления - 3: 2P0 + 3Mg Mg3P2-3 (фосфид магния легко разлагается водой Mg3P2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2PH3 (фосфин)) 3Li + P Li3P-3 5. Со щелочью: 4P + 3NaOH + 3H2O PH3­ + 3NaH2PO2

В реакциях (1,2,3) - фосфор выступает как Восстановитель, в реакции (4) - как Окислитель; реакция (5) - пример реакции Диспропорционирования.

Фосфор может быть как восстановителем, так и окислителем.

Похожие статьи




Природные соединения и получение фосфора, Химические свойства - Фосфор и его соединения

Предыдущая | Следующая