Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата

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 [pic] 2P2+5O5

(при недостатке кислорода: 4P0 + 3O2 [pic]2P2+3O3)
2. С галогенами и серой:

2P0 + 3Cl2 ( 2P+3Cl3

P0 + 5S [pic]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.

Аллотропные изменения

В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных видоизменений. Это объясняется тем, что атомы фосфора способны, взаимно соединяясь, образовывать кристаллические решетки различного типа.

Таблица 1

Физические свойства фосфора
|Аллотропна|Плотность,|tпл, |Tкип, |Внешний вид и характерные |
|я | |0C |0C |признаки |
|модификаци|г/см3 | | | |
|я | | | | |
|Белый |1,73 |44,1 |280,5 |Белый кристаллический |
| | | | |порошок, ядовит, |
| | | | |самовозгорается на воздухе.|
| | | | |При 280—300°С переходит в |
| | | | |красный |
|Красный |2,3 |590 |Возгоняетс|Красный кристаллический или|
| | | |я около |аморфный порошок, неядовит.|
| | | |400°С |При 220°С и 12 ( 108 Па |
| | | | |переходит в черный фосфор. |
| | | | |Загорается на воздухе |
| | | | |только при поджигании |
|Черный |2,7 |При нагревании |Графитоподобная структура. |
| | |переходит в красный |При нормальных условиях — |
| | |фосфор |полупроводник, под |
| | | |давлением проводит |
| | | |электрический ток как |
| | | |металл |

Белая модификация фосфора, получающаяся при конденсации паров, имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой дислоцированы молекулы Р4 (рис.1). Из-за слабости межмолекулярных сил белый фосфор летуч, легкоплавок, режется ножом и растворяется в неполярных растворителях, например в сероуглероде. Белый фосфор весьма реакционноспособное вещество.
Он энергично взаимодействует с кислородом, галогенами, серой и металлами.
Окисление фосфора на воздухе сопровождается разогреванием и свечением.
Поэтому белый фосфор хранят под водой, с которой он не реагирует. Белый фосфор очень токсичен.

Около 80% от всего производства белого фосфора идет на синтез чистой ортофосфорной кислоты. Она в свою очередь используется для получения полифосфатов натрия (их применяют для снижения жесткости питьевой воды) и пищевых фосфатов. Оставшаяся часть белого фосфора расходуется для создания дымообразующих веществ и зажигательных смесей.

Техника безопасности. В производстве фосфора и его соединений требуется соблюдение особых мер предосторожности, т.к. белый фосфор – сильный яд.
Продолжительная работа в атмосфере белого фосфора может привести к заболеванию костных тканей, выпадению зубов, омертвению участков челюстей.
Воспламеняясь, белый фосфор вызывает болезненные, долго не заживающие ожоги. Хранить белый фосфор следует под водой, в герметичных сосудах.
Горящий фосфор тушат двуокисью углерода, раствором CuSO4 или песком.
Обоженную кожу следует промыть раствором KmnO4 или CuSO4. Противоядием при отравлении фосфором является 2%-ый раствор CuSO4.

При длительном хранении, а также при нагревании белый фосфор переходит в красную модификацию (впервые его получили лишь 1847 году). Название красный фосфор относится сразу к нескольким модификациям, различающихся по плотности и окраске: она колеблется от оранжевой до темно-красной и даже фиолетовой. Все разновидности красного фосфора нерастворимы в органических растворителях, и по сравнению с белым фосфором они менее реакционноспособны и имеют полимерное строение: это тетраэдры Р4, связанные друг с другом в бесконечные цепи (рис.2).

Красный фосфор находит применение в металлургии, производстве полупроводниковых материалов и ламп накаливания, используется в спичечном производстве.

Наиболее стабильной модификацией фосфора является черный фосфор. Его получают аллотропным превращением белого фосфора при t=2200C и повышенным давлением. По внешнему виду он напоминает графит. Кристаллическая структура черного фосфора слоистая, состоящая из гофрированных слоев (рис.3). Черный фосфор – это наименее активная модификация фосфора. При нагревании без доступа воздуха он, как и красный, переходит в пар, из которого конденсируется в белый фосфор.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: банк курсовых работ, сочинения по литературе, allbest.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата