Фосфор и его соединения

связано с его открытием – получением белого фосфора
Фосфор и его

соединения

15.



Электронная конфигурация 3s23p3

Степени окисления -3, 0, +1, +3, +5
 
3

не спаренных электрона,
может быть возбужденное состояние,
5 не спаренных электронов

Фосфор P или P4

состоянии не встречается из-за высокой химической активности.
С фосфором знакомы

все, кто хотя бы раз держал в руках коробку спичек. Более того, каждый из нас носит в себе приблизительно (4,5 кг) этого элемента, но, конечно, в виде химических соединений. Он входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.
Фосфорсодержащие белки присутствуют в мышцах, мозговой ткани и нервах животных и человека, так же фосфор содержится во всех частях зеленых растений.
Но особенно много фосфора содержат кости и зубы: их химический состав почти точно совпадает с формулой минерала фосфорита Ca3(PO4)2.

Хённиг Брандом.
Отставной солдат Хённиг Бранд из Гамбурга, подобно другим

алхимикам, упорно пытался отыскать волшебный философский камень, который возвращал бы больным старикам молодость и здоровье, а все металлы обращал в золото. Как и другие алхимики, Бранд действовал вслепую, подвергая разнообразные вещества химическим операциям – перегонке, выпариванию, прокаливанию. Однажды ему пришло в голову выпарить воду из мочи, которая в большом количестве скапливалась в ямах около солдатских казарм. Сказано – сделано. И вот получен сухой остаток от выпаривания. Бранд смешивает его с углем и песком, прокаливает и... в реторте оказывается удивительное светящееся в темноте вещество, которое он назвал «холодным огнем».

из Дерби», 1734–1797 гг.)

несколько устойчивых аллотропических модификаций. Обычно выделяют три аллотропные модификации простого

вещества – белую, красную, черную и металлический фосфор.

вспышки белого фосфора 34 °С (часто самовозгорается на воздухе), а

красного фосфора 240 °С.
В уравнениях реакций фосфор для упрощения записывают как P. Красный фосфор на воздухе загорается только при нагревании, реагирует с фтором, хлором и серой.

Свечение на воздухе характерно только для белого фосфора P4. Белый фосфор светится за счет того, что при медленном окислении из Р4 получается оксид фосфора(III).

 2P2O3 (мало O2)
2P + 3H2  2PH3 фосфин практически

не реагируют
2P + 3S  P2S3
2P + 5Cl2  2PCl5 реакция протекает с выделением большого кол-ва тепла
При температурах выше 2000°С Фосфор реагирует с углеродом с образованием карбида РС3
Из соединений Фосфора с азотом известны нитриды PN, P2N3, P3N5 - твердые, химически устойчивые вещества, полученные при пропускании азота с парами фосфора через электрическую дугу

фосфид кальция
Ca3P2 + H2O = Ca(OH)2 + PH3 гидролиз

фосфидов

щелочами
4P + 3KOH + 3H2O  PH3 + 3KH2PO2

5)С особыми

кислотами 
Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:
3P + 5HNO3(конц) +2H2O  3H2PO4 + 5NO
2P + 5H2SO4(конц)  2H3PO4 + 5SO2 +2H2O
Реакция окисления фосфора происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль:
6P + 5KClO3  5KCl + 3P2O5

минерал фосфорит Ca3(PO4)2. Его смешивают с углем и кварцевым песком

и прокаливают при высокой температуре.
Ca3(PO4)2 +3SiO2+5C=3CaSiO3+2P+5CO (2000 °C)

4HPO3 +10C = P4 + 2H2O+10CO

зажигательных смесей.
Много фосфора используется в производстве фосфорорганических ядохимикатов –

таких, как хлорофос, карбофос, дихлофос.
Другие фосфорорганические соединения помогают извлекать из растворов ценные металлы.
Главный потребитель ортофосфорной кислоты H3PO4 – производство минеральных удобрений. Суперфосфат (простой и двойной), преципитат, аммофос, нитрофоска – все это вещества, необходимые для повышения урожайности.

Но такой собаки еще никто не видывал. Из ее пасти

вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку мерцал переливающийся огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть виденее более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана…. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами.
Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.
- Фосфор, - сказал я»
Вопрос: В этом отрывке из «Собаки Баскервилей» А. Конан Дойл допустил существенную химическую ошибку. Назовите ее.

огни») — результат самопроизвольного воспламенения фосфина»
фосфин, или фосфористый водород (PH3)

— это бесцветный газ с неприятным запахом гниющей рыбы или чеснока.Плохо растворяется в воде, не реагирует с ней.
Фосфин сильно ядовит, действует на
нервную систему.
Фосфин способен к самовозгоранию при контакте с кислородом воздуха.

+ 3Ca(OH)2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ca(H2PO2)2

2)воздействием воды или

кислот на фосфиды 
Ca3P2 + 6H2O = 2PH3 + 3Ca(OH)2
Ca3P2 + 6HCl = 2PH3 + 3CaCl2

3)Разложение йодида фосфония
PH4I = PH3 + HI (800С)

св-ва. 
PH3 + HCl = PH4Cl (t 30С)
PH3 + O2 =

H3PO4
2PH3 = 2P + 3H2 (t 0C)
Соли фосфина и сам фосфин, являются сильными восстановителями.
PH3 + H2SO4 = H3PO2+ SO2+ H2O
PH3+HNO3= H3PO4+ NO2+ H2O
PH3+I2+ H2O= H3PO2+ HI

пирофосфорная кислота
H3PO3 – фосфористая кислота
H3PO2 – фосфорноватистая кислота (одноосновная)
P2O3 оксид

фосфора lll
P2O5 оксид фосфора V

клещей и других вредителей при транспортировке урожая, особенно зерновых культур.
Раньше

его активно применяли против крыс и мышей в амбарах.
В Австралии к его помощи прибегают даже в борьбе с чрезмерно быстро размножающимися кроликами.
Ряд гербицидов и инсектицидов содержат фосфорорганические соединения на основе фосфина и его производных.
химическое оружие: зарина и зомана — на основе производных фосфина.

состоит из молекул P4O6. Кислотный оксид.
Получение.
Окисление фосфора при недостатке кислорода:

 
4P + 3O2  2P2O3
Химические свойства.
1)Кислотный оксид фосфористой кислоты:
P2O3 + 3H2O  2H3PO3
P2O3+ 4NaOH  2Na2HPO3+ H2O
P2O3+ 6NaOH  2Na3PO3+ 3H2O
P2O3 + K2O  K3PO3
2)Сильный восстановитель:
O2+ P2O3  P2O5

из молекул P4H10, очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и

жидкостей).
Получение:
4P + 5O2  2P2O5
Химические свойства.  
1)С водой
P2O5 + H2O  2HPO3 (мало H2O)
P2O5 + 3H2O  2H3PO4
2)С основным и амфотерным оксидом
P2O5 + 3BaO  Ba3(PO4)2
3)C щелочью
P2O5 + 6KOH  2K3PO4+ 3H2O
P2O5 + KOH  KH2PO4 + H2O
P2O5 + KOH  K2HPO4 + H2O

N2O5
P2O5+ 2HClO4  2HPO3+ Cl2O7
P2O5 + H2SO4  H2PO4 +

SO3
5)c солями
P2O5 + 2K3PO4+ H2O  KH2PO4

3H2SO4(конц)  2H3PO4 + 3CaSO4
3P + 5HNO3 + 2H2O 

3H3PO4 + 5NO
 

– красный
Метилоранж – красный

Фенолфталеин – бесцветный
Реагирует с металлами до H
3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + H2
Реагирует с оксидами металлов
3MgO + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2O
Реагирует с гидроксидами металлов
3 Mg(OH)2 + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 6H2O


 

реакции с солями
3Na2CO3 + 2H3PO4 = 2Na3PO4 + 3CO2 +

3H2O