Азот и фосфор - p-элементы VA-группы 10 класс

VA-группы»
подготовил
учитель химии и биологии
ГУО СШ №163 г.Минска
Костюкевич Юрий Михайлович

P, полуметалл мышьяк As, а также сурьма Sb и висмут

Bi, которые относят к неметаллам.

5 электронов. Электронная конфигурация их внешнего электронного слоя ns2np3, например:

азота – 2s2p3, фосфора – 3s23p3.

В химических соединениях атомы азота и фосфора могут проявлять степени окисления от -3 до +5.

селитру).
Простое вещество азот (N2) — достаточно инертный при нормальных

условиях газ без цвета, вкуса и запаха.
Азот, в форме двухатомных молекул N2 составляет большую часть атмосферы, где его содержание составляет 78,084% по объёму (то есть около 3,87·1015 т).

солнечной атмосфере, на Уране, Нептуне, межзвёздном пространстве и др. Азот

— 4й по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

фосфатов. Так, фосфат кальция Са3(PO4)2 является основным компонентом минерала апатита.
Фосфор

содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах.
Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.

Апатит

N2 атомы азота связаны между собой тройной ковалентной неполярной связью.

Энергия тройной связи велика и составляет 946кДж/моль. Поэтому разрыв связей и образование атомов и молекул азота осуществляется только при температуре выше 3000˚С. Высокая прочность связи в молекулах обуславливает химическую инертность азота.

белым, красным и черным фосфором.
Фосфор

ковалентной связью с тремя остальными. Из таких молекул, имеющих форму

тетраэдра, состоит белый фосфор. Отливаемый в инертной атмосфере в виде палочек (слитков), он сохраняется в отсутствие воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах.

воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение). Явление

такого рода свечения вследствие химических реакций окисления называется хемилюминесценцией (иногда ошибочно фосфоресценцией). Белый фосфор весьма ядовит . Летальная доза белого фосфора для взрослого мужчины составляет 0,05—0,1 г.

фосфора связан с тремя другими атомами ковалентными связями. Красный фосфор не

летуч, не растворим в воде, не ядовит. Он используется в производстве спичек.

На свету и при нагревании до 300˚С без доступа воздуха белый фосфор превращается в красный фосфор.

атмосферное давление, белый фосфор переходит в черный фосфор, который имеет

атомную слоистую кристаллическую решетку. Черный фосфор по своим физическим свойствам похож на металл: он проводит электрический ток и блестит. Внешне весьма похож на графит. Чёрный фосфор — это химически наименее активная форма фосфора.

состоявшие из смеси бертолетовой соли, белого фосфора и клея. Эти

спички были весьма огнеопасны, поскольку загорались даже от взаимного трения в коробке и при трении о любую твёрдую поверхность, например, подошву сапога. Из-за белого фосфора они были ядовиты. В 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем нанёс красный фосфор на поверхность наждачной бумаги и заменил им же белый фосфор в составе головки спички. Такие спички уже не приносили вреда здоровью, легко зажигались о заранее приготовленную поверхность и практически не самовоспламенялись. Йохан Лундстрем патентует первую «шведскую спичку», дошедшую практически до наших дней. В 1855 году спички Лундстрема были удостоены медали на Всемирной выставке в Париже. Позднее фосфор был полностью выведен из состава головок спичек и оставался только в составе намазки (тёрки). С развитием производства «шведских» спичек, производство спичек с использованием белого фосфора было запрещено почти во всех странах.

в химические реакции только при высоких температурах. Окислительные свойства азота проявляются

в реакции с водородом и активными металлами. Так, водород с азотом соединяется в присутствии катализатора при высокой температуре и большом давлении, образуя аммиак:

Из металлов при обычных условиях азот реагирует только с литием, образуя нитрид лития:

металлами:
Восстановительные свойства азота и фосфора проявляются при их взаимодействии с

кислородом. Так, азот реагирует с кислородом при температуре около 3000˚С, образуя оксид азота (II):

у разных модификаций фосфора химическая активность различна. Например, белый фосфор

легко окисляется на воздухе при комнатной температуре с образованием оксида фосфора(III):

Окисление белого фосфора сопровождается свечением. Белый и красный фосфор загораются при поджигании и горят ослепительно ярким пламенем с образованием белого дыма оксида фосфора(IV):

очень часто применяется в зажигательных бомбах. К сожалению, фосфорные боеприпасы применяются

и в XXI веке!

- во время осады Сараево фосфорные снаряды применялись артиллерией боснийских сербов. В 1992 году такими снарядами было сожжено здание Института востоковедения, в результате чего погибло множество исторических документов.
- в 2003-2004 годах применялись британскими спецслужбами в окрестностях Басры в Ираке.
- в 2004 году применялись США против партизанского подполья в Ираке в сражении за Фаллуджу.
летом 2006 года, в ходе Второй Ливанской войны артиллерийские снаряды с белым фосфором применяла израильская армия.
в 2009 году в ходе операции «Литой свинец» в секторе Газа израильская армия применяла боеприпасы, содержащие белый фосфор, допускаемые международным законодательством.
- с 2009 палестинские террористы заряжали свои ракеты белым фосфором.

на воздухе фосфина PH3 и других соединений, содержащих фосфор. На

воздухе продукты соединения фосфора с водородом самовоспламеняются с образованием светящегося пламени и капелек фосфорной кислоты – продукта взаимодействия оксида фосфора(V) с водой. Эти капельки создают размытый контур «привидения».

для создания инертной среды при сушке взрывчатых веществ, при хранении

ценных произведений живописи и рукописей. Кроме того, азотом наполняют электрические лампы накаливания.

Применение простых веществ

Производство аммиака

Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами. Смеси азота N2 с аргоном Ar являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости.

свою очередь, идет на производство фосфорных удобрений и кормовых добавок

для животноводства. Кроме того, фосфор применяют для производства ядохимикатов.