Фосфор – електронна формула, властивості, молярна маса
Один з найбільш поширених простих речовин в земній корі – фосфор. У чистому вигляді не зустрічається, тому що має високу активність і швидко вступає в реакції. Входить до складу живих організмів.
Будова
Фосфор знаходиться в V групі, в третьому періоді таблиці Менделєєва. Розташовується під 15 номером. Відомо шість ізотопів фосфору, отриманих штучним шляхом.
Фосфор – елемент р-сімейства. Атом фосфору складається з позитивно зарядженого ядра +15 і 15 негативно заряджених електронів, розташованих на трьох електронних оболонках. П’ять валентних електронів розташовуються на зовнішньому енергетичному рівні: 2 – на s-орбіталі, 3 – на p-орбіталі. У звичайному стані p-орбіталь залишається незавершеною, і фосфор проявляє III валентність. У збудженому стані електрони з s-орбіталі переходять на p-орбіталь, і фосфор набуває вищу валентність – V.
Електронна формула фосфору – 1s22s22p63s23p3.
Фізичні властивості
Фосфор при нормальних умовах постійно знаходиться в одному агрегатному стані. Це тверде кристалічна речовина, нерозчинна у воді. Відносна атомна маса – 31 а. е. м., молярна маса – 30,9738 г / моль.
Фосфору властива алотропія – здатність модифікуватися. Модифікації відрізняються фізичними властивостями фосфору. Особливості видів описані в таблиці.
Тип | TПл., °С | TКип., °С | Ρ, г/см3 | Характеристика |
Білий | 44 | 280 | 1,823 | Через домішок може мати жовтий колір. Найбільш м’яка модифікація, ріжучі ножем, зі специфічним запахом. Молекула складається з чотирьох атомів (Р4), розташованих у вигляді тетраедра. Окислюється на повітрі зі свіченням, запалюється при 40 ° С. Токсичний, має невеликі смертельні дози (0,05-0,15 г) |
Червоний | 593 під тиском 4,36 МПа | – | 2,4 | Виходить при нагріванні білого фосфору у відсутності повітря і під іонізуючим випромінюванням. Являє собою полімер (Pn), що складається з декількох молекул Р4. Чи не отруйний, не світиться. Запалюється при 210 ° С. Чи не плавиться в звичайних умовах, а відразу випаровується. З парів утворюється білий фосфор |
Чорний | 1000 під тиском 18 – 105 Па | – | 2,69 | Виходить при тривалому нагріванні білого фосфору при 230 ° С під високим тиском. Має металевий блиск. Схожий на графіт, жирний на дотик. Чи не розчиняється навіть в органічних розчинниках. Має властивості напівпровідника. Можна підпалити при попередньому прожаренні до 500 ° С |
При звичайних умовах фосфор має тільки три модифікації. Однак під високим тиском з чорного фосфору можна отримати металевий фосфор. Це найщільніша модифікація (3,83 г / см3), яка проводить електричний струм.
Хімічні властивості
Активність знижується при переході від однієї модифікації до іншої. Тому активним є білий фосфор, інертним – металевий.
Фосфор вступає в реакції з багатьма простими і складними речовинами. Особливості хімічних властивостей описані в таблиці.
Реакція | Особливості | Рівняння |
З киснем | В надлишку кисню утворюється оксид фосфору (V). При повільному окисленні виходить оксид фосфору (III) | – 4P + 5O2→ 2P2O5; – 4P + 3O2→ 2P2O3 |
З галогенами і неметалами | Відновлює | – 2P + 3Cl2→ 2PCl3; – B + P → BP |
З менталами | Окисляє. Утворює фосфіди | 3Mg + 2P → Mg3P2 |
З водою | Реагує з водяною парою, утворюючи фосфін і фосфорну кислоту. Червоний фосфор реагує при нагріванні і каталізаторі, утворюючи фосфорну кислоту | – 8Р + 12Н2О → 5РН3 + 3Н3РО2; – 2Р + 8Н2О → 2Н3РО2 + 5Н2 |
З кислотою | Зв’язується з воднем, заміщаючи неметали | 2P + 5H2SO4→ 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O |
З лугами | Утворює фосфін | 4Р + 3KOH + 3Н2О → РН3+ 3KH2PO2 |
Фосфор не взаємодіє з вільним воднем.
Значення фосфору
У природі фосфор зустрічається у вигляді солей і мінералів. Зокрема входить до складу апатиту.
В організмі тварин і людини фосфор виконує структурну функцію. Його містять:
- Білки; ДНК; АТФ; Фосфоліпіди; Кісткова, нервова, м’язова тканини.
Фосфор бере участь в будівництві клітинної мембрани, в метаболізмі, в механізмі скорочення м’язів. Разом з кальцієм у вигляді фосфату кальцію Са3 (PO4) 2 надає міцність скелету.
Фосфор бере участь в круговороті речовин. Основне джерело фосфору – рослини, які отримують його з грунту. У грунт фосфор потрапляє в результаті гниття. Спеціальні бактерії переробляють органічні речовини, що містять фосфор, в фосфати – неорганічні сполуки, засвоювані рослинами.
Що ми дізналися?
Фосфор – один з найважливіших елементів неорганічної хімії, який входить до складу живих організмів. Електронна конфігурація – 1s22s22p63s23p3. Має змінну валентність – III і V. Ето твердий неметал, який утворює три fkjnhjgsxys форми – білий, червоний і чорний фосфор. Форми відрізняються фізичними та хімічними властивостями. Найактивніший – білий фосфор, окислюється на повітрі. Елемент реагує з киснем, металами, неметалами, галогенами, кислотами, водою і лугами. Фосфор не реагує з воднем.