ЧТО ИЗ СЕБЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ? С ЧЕМ И КАК РЕАГИРУЕТ?
Типичные степени окисления атомов фосфора в его соединениях: -3, +3, +5. В основном состоянии фосфор трехвалентен, но может расширить свою валентность до пяти за счет перемещения одного из 3s-электронов нна свободную 4d - орбиталь.
Электроотрицательность фосфора ниже, чем азота. Он легко окисляется и образует устойчивые кислородные соединения.
Фосфор имеет несколько аллотропных модификаций, среди которых белый, красный и черный фосфор.
У белого фосфора молекулярная кристаллическая решетка. Молекула P4 представляет собой тетраэдр, в вершинах которого находятся атомы фосфора. Это бесцветное воскообразное вещество с чесночным запахом, нерастворимое в воде и легко окисляющееся на воздухе, сильный яд.
Красный фосфор - порошок красно-бурого цвета, имеет атомную кристаллическую решетку, без запаха, не растворим в воде, не ядовит.
Образуется из белого при нагревании без доступа воздуха. По-видимому, превращение из белого фосфора в красный объясняется образованием связей между тетраэдрами.
Черный фосфор имеет атомную кристаллическую решетку и слоистую структуру. Это жирное на ощупь вещество (напоминает графит) является полупроводником. ОБразуется из белого или красного фосфора при нагревании под давлением 12000 атм.
Для проведения химических реакций можно использовать как белый, так и красный фосфор.
ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФОРА
В промышленности фосфор получают при прокаливании смеси фосфорита и апатита, песка и угля без доступа воздуха.
При этом образуется белый фосфор, который собирают под слоем воды:
- 2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4(газ)+10CO(газ), при t
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА
1. Фосфор окисляется кислородом:
- 4P+3O2=2P2O3 (медленное окисление)
- 4P+5O2=2P2O5 (горение)
2. С галогенами образует три- и пентагалогениды:
- 2P+3CI2(недостаток)=2PCI3
- 2P+5CI2(избыток)=2PCI5
3. При сплавлении с серой образует сульфиды разного состава:
- 2P+3S=P2S3, при t (P4S3, P4S5, P4S7)
4. С активными металлами образует фосфиды:
- 2P+3Ca=Ca3P2 при t
Фосфиды активных металлов имеют ионное строение и разлагаются водой или кислотами:
- Ca3P2+6H2O=3Ca(OH)2+2PH3 (газ)
- Ca3P2+6HCI=3CaCI2+2PH3 (газ)
5. В реакциях с сильными окислителями фосфор проявляет свойства восстановителя:
- 3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NO (газ)
- 6P+5KCIO3=5KCI+3P2O5
6. При нагревании белый фосфор реагирует с с растворами щелочей, образуя продукты диспропорционирования - фосфин и гипофосфит кальция:
- 2P4+3Ca(OH)2+6H2O=2PH3(газ)+3Ca(H2PO2)2
СОЕДИНЕНИЯ ФОСФОРА С ВОДОРОДОМ
ФОСФИН
С водородом фосфор практически не реагирует; соответствующее соединение фосфин получают гидролизом фосфидов.
Фосфин, PH3, - бесцветный ядовитый газ, легко воспламеняется на воздухе:
- 2PH3+4O2=P2O5+3H2O
Фосфин проявляет очень слабые основные свойства, реагирует лишь с газообразными галогеноводородами с образованием солей фосфония:
- PH3+HBr=PH4Br (обратимая)
Соли фосфония очень неустойчивы, например, бромид фосфония разлагается уже при 30С. При растворении в воде они легко гидролизуются:
- PH4Br+H2O=PH3(газ)+H3O+ + Br-