struttura dell'atomo di fosforo e sue proprietà e ha ricevuto la risposta migliore

Risposta da Helga[guru]

Modifiche allotropiche del fosforo

Il fosforo bianco ha un reticolo cristallino molecolare; Questa sostanza è di colore giallastro con un odore agliaceo. Nel vapore ha la composizione P4, nell'aria si accende a 18ºС. Se conservato alla luce diventa rosso. Insolubile in acqua, ma altamente solubile in disolfuro di carbonio, benzene e altri solventi organici. È molto velenoso: 0,1 g di fosforo bianco sono una dose letale per l'uomo.

Il fosforo rosso è una polvere con struttura cristallina debolmente espressa e per questo detta amorfa, di colore rosso scuro, ha un reticolo atomico, è molto igroscopica (assorbe facilmente acqua), ma è insolubile in acqua; È anche insolubile nel disolfuro di carbonio.
Il fosforo rosso si ottiene mediante riscaldamento prolungato del fosforo bianco senza accesso all'aria a 450ºC. A differenza del bianco, non è tossico, non ha odore e si accende a 250 - 300ºС.

Il fosforo viola e nero si ottengono anche dal fosforo bianco ad alta pressione e temperatura. Il fosforo nero ha una lucentezza metallica e conduce elettricità e calore. Di conseguenza, il fosforo presenta proprietà metalliche in piccola misura

Proprietà chimiche del fosforo

Chimicamente il fosforo bianco è molto diverso dal fosforo rosso.
Il fosforo bianco si ossida facilmente e si accende spontaneamente nell'aria, quindi viene immagazzinato sott'acqua.
Il fosforo rosso non si accende nell'aria, ma si accende se riscaldato a temperature superiori a 240ºC.
Quando ossidato, il fosforo bianco si illumina al buio: si verifica una conversione diretta dell'energia chimica in luce.

Il fosforo si combina con molti sostanze semplici– ossigeno, alogeni, zolfo e alcuni metalli, che presentano proprietà ossidanti e riducenti.

1. Con ossigeno.
Quando il fosforo brucia, produce il bianco
fumo denso. Il fosforo bianco è autoinfiammabile
nell'aria e il rosso brucia quando viene acceso.
Il fosforo brucia brillantemente nell'ossigeno
fiamma brillante.
4P + 3O2(carenza) → 2P2O3 (P4O6)
4P + 5O2(eccesso) → 2P2O5 (P4O10)

2. Con alogeni.
Il fosforo reagisce molto vigorosamente con elementi che hanno maggiore elettronegatività del fosforo.
Se aggiungi fosforo rosso in una nave con cloro, dopo alcuni secondi
si accende spontaneamente nel cloro. Questo di solito produce cloruro di fosforo (III).
4P + 6Cl2(carenza) → 4PCl3
4P + 10Cl2(eccesso) → 4PCl5

3. Con zolfo quando riscaldato.
4P + 6S → 2P2S3
4P + 10S → 2P2S5

4. Il fosforo ossida quasi tutti i metalli quando riscaldato, formando fosfuri:
2P + 3Ca → Ca3P2
I fosfuri metallici vengono facilmente idrolizzati dall'acqua.
Ca3P2 + 6H2O → 2PH3 + 3Ca(OH)2

5. Il fosforo rosso viene ossidato dall'acqua ad una temperatura di circa 800ºС in presenza di un catalizzatore - polvere di rame:
2P + 8H2O → 2H3PO4 + 5H2

6. L'acido solforico concentrato ossida il fosforo quando riscaldato:

2P + 5H2SO4(k) → 5SO2 + 2H3PO4 + 2H2O

7. Acido nitrico ossida il fosforo quando riscaldato

P + 5HNO3(k) → 5NO2 + H3PO4 + H2O
3P + 5HNO3(dil) + 2H2O → 5NO + 3H3PO4

Risposta da 2 risposte[guru]

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1Foto
2. Allotropia - l'esistenza di due o più sostanze semplici dello stesso elemento chimico, diverse per struttura e proprietà - le cosiddette modifiche o forme allotropiche.
Il fosforo bianco è una sostanza bianco-giallastra (a causa delle impurità, ricorda la cera in morbidezza. Molto sostanza attiva; e brilla perché è già ossidato a temperatura ambiente dall'ossigeno dell'aria. Sostanza molto velenosa e maleodorante.
Il frsfor giallo è semplicemente un fresfor bianco non raffinato. Colore: dal giallo al marrone. Attivo quanto il fosforo bianco, si accende spontaneamente nell'aria.
Il fosforo rosso è una sostanza meno attiva del fosforo bianco o giallo, meno solubile in acqua e non si accende né si illumina spontaneamente nell'aria. Meno velenoso.
Il fosforo nero è una sostanza nera con una lucentezza metallica, untuosa al tatto e molto simile alla grafite. Il fosforo nero conduce anche l'elettricità, come di solito accade con i metalli. Ad una certa pressione può trasformarsi in una modificazione chiamata fosforo metallico.
3. Il più comune è il fosforo bianco: ha una struttura cerosa ed è altamente tossico. Il punto di fusione di questa sostanza è di quarantaquattro gradi Celsius e il punto di ebollizione è di duecentottanta gradi. Per attrito di questo materiale si accende molto velocemente, per questo lo tagliano solo dopo averlo collocato in un ambiente acquatico. Se lo riscaldi a lungo ad una temperatura di duecentocinquanta gradi Celsius, si trasforma in fosforo rosso. Questa sostanza si presenta sotto forma di polvere bruno-rossa. Il fosforo rosso, a differenza del fosforo bianco, non è velenoso. La forma di esistenza più stabile di questo elemento può essere chiamata fosforo nero, che in alcune caratteristiche esterne è simile al metallo: ha una lucentezza particolare, ha un'elevata durezza, conduttività elettrica e termica.
4. Le proprietà chimiche del fosforo sono in gran parte determinate dalla sua modificazione allotropica. Il fosforo bianco è molto attivo; nel processo di transizione al fosforo rosso e nero, l'attività chimica diminuisce. Il fosforo bianco presente nell'aria, quando ossidato dall'ossigeno dell'aria a temperatura ambiente, emette luce visibile; il bagliore è dovuto alla reazione di fotoemissione dell'ossidazione del fosforo. 1) Il fosforo viene facilmente ossidato dall'ossigeno.
2) Interagisce con molte sostanze semplici: alogeni, zolfo, alcuni metalli, esibendo proprietà ossidanti e riducenti; con i metalli è un agente ossidante e forma fosfuri.
3) Forti agenti ossidanti convertono il fosforo in acido fosforico.
4) Interagisce con il vapore acqueo a temperature superiori a 500 °C, avviene una reazione di sproporzione con formazione di fosfina e acido fosforico: 8P+12H2O➡5PH3+3H3PO4.
5. Il fosforo è ottenuto da apatiti o fosforiti a seguito dell'interazione con coke e silice ad una temperatura di circa 1600 ° C:
2Ca3+(PO4)2+10C+6SiO2➡P4+10CO+6CaSi3.
6. Il fosforo rosso è la principale modificazione prodotta e consumata dall'industria. Viene utilizzato nella produzione di fiammiferi, esplosivi, composizioni incendiarie, vari tipi di combustibili, nonché lubrificanti per pressioni estreme, come getter nella produzione di lampade a incandescenza.
7. Il fosforo è presente nelle cellule viventi sotto forma di acidi orto e pirofosforici, fa parte dei nucleotidi, acidi nucleici, fosfoproteine, fosfolipidi, coenzimi, enzimi. Le ossa umane sono costituite da idrossiapatite 3Ca3(PO4)3Ca(OH)2. La composizione dello smalto dei denti comprende fluoropato. Il metabolismo dei composti del fosforo è regolato da ormoni e vitamina D. Con una mancanza di fosforo nel corpo si sviluppano varie malattie ossee.

introduzione

Fosforo (lat. Fosforo) P - elemento chimico Gruppo V tavola periodica Mendeleev numero atomico 15, massa atomica 30.973762(4). Consideriamo la struttura dell'atomo di fosforo. Il livello energetico esterno dell'atomo di fosforo contiene cinque elettroni. Graficamente appare così:

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 3 3D 0

Nel 1699, l'alchimista di Amburgo X. Brand, alla ricerca di una "pietra filosofale" presumibilmente in grado di trasformare i metalli vili in oro, facendo evaporare l'urina con carbone e sabbia, isolò una sostanza cerosa bianca che poteva brillare.

Il nome "fosforo" deriva dal greco. “phos” - luce e “phoros” - portatore. In Russia, il termine “fosforo” fu introdotto nel 1746 da M.V. Lomonosov.

I principali composti del fosforo comprendono ossidi, acidi e loro sali (fosfati, diidrogenofosfati, idrogenofosfati, fosfuri, fosfiti).

Molte sostanze contenenti fosforo si trovano nei fertilizzanti. Tali fertilizzanti sono chiamati fertilizzanti al fosforo.

Il fosforo come elemento e come sostanza semplice

Fosforo in natura

Il fosforo è uno degli elementi comuni. Il contenuto totale nella crosta terrestre è di circa lo 0,08%. A causa della sua facile ossidazione, il fosforo si trova in natura solo sotto forma di composti. I principali minerali del fosforo sono le fosforiti e le apatiti, tra queste ultime la più comune è la fluorapatite 3Ca 3 (PO 4) 2 * CaF 2. I fosforiti sono diffusi negli Urali, nella regione del Volga, in Siberia, Kazakistan, Estonia e Bielorussia. I maggiori giacimenti di apatite si trovano nella penisola di Kola.

Il fosforo è un elemento necessario degli organismi viventi. È presente nelle ossa, nei muscoli, nel tessuto cerebrale e nei nervi. Le molecole di ATP sono costituite da acido fosforo-adenosina trifosforico (l'ATP è un collettore e trasportatore di energia). Il corpo umano adulto contiene in media circa 4,5 kg di fosforo, principalmente in combinazione con calcio.

Il fosforo si trova anche nelle piante.

Il fosforo naturale è costituito da un solo isotopo stabile 31 R. Oggi si conoscono sei isotopi radioattivi del fosforo.

Proprietà fisiche

Il fosforo presenta diverse modificazioni allotropiche: fosforo bianco, rosso, nero, marrone, viola, ecc. I primi tre sono i più studiati.

Fosforo bianco- una sostanza cristallina incolore, con sfumature giallastre che brilla nell'oscurità. La sua densità è di 1,83 g/cm3. Insolubile in acqua, solubile in solfuro di carbonio. Ha un caratteristico odore di aglio. Punto di fusione 44°C, temperatura di autoaccensione 40°C. Per proteggere il fosforo bianco dall'ossidazione, viene conservato sott'acqua al buio (alla luce si trasforma in fosforo rosso). Con il freddo il fosforo bianco è fragile; a temperature superiori ai 15°C diventa molle e si può tagliare con il coltello.

Le molecole di fosforo bianco hanno reticolo cristallino, ai cui nodi sono presenti molecole P 4, a forma di tetraedro.

Ogni atomo di fosforo è collegato da tre legami α agli altri tre atomi.

Il fosforo bianco è velenoso e provoca ustioni difficili da guarire.

Fosforo rosso- una sostanza polverosa di colore rosso scuro, inodore, insolubile in acqua e solfuro di carbonio e non brilla. Temperatura di accensione 260°C, densità 2,3 g/cm 3 . Il fosforo rosso è una miscela di diverse modifiche allotropiche che differiscono nel colore (dallo scarlatto al viola). Le proprietà del fosforo rosso dipendono dalle condizioni della sua produzione. Non velenoso.

Fosforo nero Assomiglia alla grafite, risulta untuoso al tatto e ha proprietà di semiconduttore. Densità 2,7 g/cm3.

Il fosforo rosso e nero hanno un reticolo cristallino atomico.

Proprietà chimiche

Il fosforo è un non metallo. Nei composti di solito presenta uno stato di ossidazione pari a +5, meno spesso - +3 e -3 (solo nei fosfuri).

Le reazioni con il fosforo bianco sono più facili che con il fosforo rosso.

I. Interazione con sostanze semplici.

1. Interazione con alogeni:

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (cloruro di fosforo (III)),

PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (cloruro di fosforo (V)).

2. Interazione con non metalli:

2P + 3S = P 2 S 3 (solfuro di fosforo (III).

3. Interazione con i metalli:

2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (fosfuro di calcio).

4. Interazione con l'ossigeno:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (ossido di fosforo (V), anidride fosforica).

II. Interazione con sostanze complesse.

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO^.

Ricevuta

Il fosforo si ottiene da fosforiti e apatiti frantumate, queste ultime vengono mescolate con carbone e sabbia e calcinate in forni a 1500°C:

2Ca3(PO4)2+10C+6SiO26CaSiO3+P4^+10CO^.

Il fosforo viene rilasciato sotto forma di vapore, che si condensa nel ricevitore sott'acqua, formando fosforo bianco.

Se riscaldato a 250-300°C senza accesso all'aria, il fosforo bianco diventa rosso.

Il fosforo nero si ottiene mediante riscaldamento prolungato del fosforo bianco ad altissima pressione (200°C e 1200 MPa).

Applicazione

Il fosforo rosso viene utilizzato nella fabbricazione dei fiammiferi (vedi immagine). Fa parte della miscela applicata superficie laterale scatola di fiammiferi. Il componente principale di una testa di fiammifero è Il sale di Berthollet KClO3. A causa dell'attrito della testa del fiammifero contro il lubrificante, le particelle di fosforo presenti nell'aria si incendiano. Come risultato della reazione di ossidazione del fosforo, viene rilasciato calore che porta alla decomposizione del sale di Berthollet.

L'ossigeno risultante aiuta ad accendere la testa del fiammifero.

Il fosforo è utilizzato nella metallurgia. Viene utilizzato per produrre conduttori ed è un componente di alcuni materiali metallici, come i bronzi allo stagno.

Il fosforo viene utilizzato anche nella produzione di acido fosforico e pesticidi (diclorvos, clorofos, ecc.).

Il fosforo bianco viene utilizzato per creare cortine fumogene, poiché la sua combustione produce fumo bianco.

Il fosforo (P) è un tipico non metallo con una massa atomica relativa di 31. La struttura dell'atomo di fosforo ne determina l'attività. Il fosforo reagisce facilmente con altre sostanze ed elementi.

Struttura

La struttura dell'atomo dell'elemento fosforo si riflette nella tavola periodica di Mendeleev. Il fosforo si trova al numero 15 del quinto gruppo, terzo periodo. Di conseguenza, l'atomo di fosforo è costituito da un nucleo carico positivamente (+15) e tre gusci elettronici, che contengono 15 elettroni.

Riso. 1. Posizione nella tavola periodica.

Graficamente la struttura di un atomo si presenta così:

• +15 P) 2) 8) 5 ;
• 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 .

Il fosforo è un elemento p. A livello energetico esterno ci sono cinque elettroni in uno stato eccitato, che determinano la valenza dell'elemento. Nello stato normale, il livello esterno rimane incompleto. Tre elettroni spaiati indicano lo stato di ossidazione (+3) e la terza valenza. Il fosforo passa facilmente dallo stato normale allo stato eccitato.

Riso. 2. La struttura del fosforo.

Il nucleo è formato da 15 protoni e 16 neuroni. Per contare il numero di neuroni, è necessario sottrarre dal relativo massa atomica il numero di serie dell'elemento è 31-15=16.

Allotropia

Il fosforo presenta diverse modifiche allotropiche, che differiscono nella struttura del reticolo cristallino:

• bianco- una sostanza velenosa simile alla cera che brilla al buio perché... si ossida a basse temperature;
• giallo- fosforo bianco non raffinato (presenta impurità);
• rosso- una sostanza meno tossica del fosforo bianco o giallo, non si accende né emette luce;
• nero- una sostanza simile alla grafite con lucentezza metallica, conduce corrente elettrica e può trasformarsi in fosforo metallico.

Riso. 3. Tipi di fosforo.

Il fosforo bianco è la modifica più attiva dell'elemento, che si ossida rapidamente nell'aria, quindi il fosforo bianco viene immagazzinato sott'acqua.

Proprietà

Forme di fosforo:

• acido fosforico (H 3 PO 4);
• ossidi P 2 O 5 e P 2 O 3;
• la fosfina è un composto tossico volatile con idrogeno (PH 3).

Il fosforo reagisce con sostanze semplici - metalli e non metalli, esibendo proprietà redox. Le principali reazioni con il fosforo sono descritte nella tabella.

Il fosforo forma circa 200 minerali, uno dei quali è l'apatite. Il fosforo fa parte di composti vitali: i fosfolipidi, che costituiscono tutte le membrane cellulari.

Cosa abbiamo imparato?

Abbiamo esaminato il diagramma della struttura dell'atomo di fosforo. La formula dell'atomo è 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3. L'elemento può entrare in uno stato eccitato con valenza V. Sono note diverse modifiche del fosforo: bianco, giallo, rosso, nero. Il più attivo, il fosforo bianco, è capace di combustione spontanea in presenza di ossigeno. L'elemento reagisce con molti metalli e non metalli, nonché con acidi, basi e acqua.

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