Ֆոսֆորի միացությունների ֆիզիկական հատկությունները. Սպիտակ ֆոսֆոր. հատկություններ, հայտնաբերման և կիրառման պատմություն: Բնության մեջ լինելը

>> Քիմիա. ֆոսֆոր և դրա միացություններ

Ատոմների կառուցվածքը և հատկությունները . Պարբերական աղյուսակի V խմբի հիմնական ենթախմբի ազոտից հետո հաջորդ ներկայացուցիչը ոչ մետաղական ֆոսֆոր R տարրն է: Ատոմները, համեմատած ազոտի ատոմների հետ, ունեն ավելի մեծ շառավիղ, ավելի ցածր էլեկտրաբացասական արժեք և, հետևաբար, ավելի ընդգծված նվազեցնող հատկություններ: Ֆոսֆորի ատոմի -3 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններն ավելի քիչ են տարածված, քան ազոտինը (միայն ֆոսֆիդներում՝ ֆոսֆորի միացություններ մետաղների հետ, օրինակ՝ Ca3P2, Na3P)։ Ավելի հաճախ ֆոսֆորը միացություններում ցուցադրում է +5 օքսիդացման աստիճան։ Բայց դրա միացությունը ջրածնի հետ՝ ֆոսֆին PH3, հազվադեպ դեպք է, երբ տարբեր տարրերի ատոմների միջև կովալենտային կապը ոչ բևեռ է, քանի որ ֆոսֆորի և ջրածնի էլեկտրաբացասականությունը գրեթե նույն արժեքներն ունեն։

Ֆոսֆորը պարզ նյութ է։ Քիմիական տարրը ֆոսֆորն առաջացնում է մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ։ Դրանցից դուք արդեն գիտեք երկու պարզ նյութեր՝ սպիտակ ֆոսֆոր և կարմիր ֆոսֆոր:

Սպիտակ ֆոսֆորն ունի մոլեկուլային բյուրեղյա վանդակ, որը բաղկացած է P4 մոլեկուլներից: Ջրում չլուծվող, ածխածնի դիսուլֆիդում լուծելի։ Այն հեշտությամբ օքսիդանում է օդում և նույնիսկ բոցավառվում փոշու տեսքով:

Սպիտակ ֆոսֆորը շատ թունավոր է։ Նրա առանձնահատուկ հատկությունը մթության մեջ շողալու ունակությունն է՝ շնորհիվ օքսիդացման։ Պահվում է ջրի տակ։

Կարմիր ֆոսֆորը մուգ բոսորագույն փոշի է։ Այն չի լուծվում ոչ ջրի, ոչ էլ ածխածնի դիսուլֆիդի մեջ: Օդում այն դանդաղ օքսիդանում է և ինքնաբուխ չի բռնկվում։ Ոչ թունավոր և չի փայլում մթության մեջ:

Երբ կարմիր ֆոսֆորը տաքացնում են բամբակյա շվաբրով փակ փորձանոթում, այն վերածվում է սպիտակ ֆոսֆորի (խտացված գոլորշիների), իսկ շվաբրը հանելու դեպքում օդում սպիտակ ֆոսֆոր կփայլի (նկ. 35): Այս փորձը ցույց է տալիս սպիտակ ֆոսֆորի դյուրավառությունը:

Կարմիր և սպիտակ ֆոսֆորի քիմիական հատկությունները նման են, բայց սպիտակ ֆոսֆորը քիմիապես ավելի ակտիվ է: Այսպիսով, երկուսն էլ, ինչպես վայել է ոչ մետաղներին, փոխազդում են մետաղների հետ՝ առաջացնելով ֆոսֆիդներ.

Սպիտակ ֆոսֆորը օդում ինքնաբուխ բռնկվում է, իսկ կարմիր ֆոսֆորը այրվում է, երբ բռնկվում է: Երկու դեպքում էլ ձևավորվում է ֆոսֆորի օքսիդ, որն ազատվում է հաստ սպիտակ ծխի տեսքով.

4P + 502 = 2P205

Բրինձ. 35. Փորձ, որը ցույց է տալիս կարմիր ֆոսֆորի անցումը սպիտակի

Ֆոսֆորն ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ. PH3 կարելի է ստանալ անուղղակիորեն, օրինակ՝ ֆոսֆիդներից.

Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3

Ֆոսֆին- շատ թունավոր գազ՝ տհաճ հոտով։ Հեշտ դյուրավառ օդում: Ֆոսֆինի այս հատկությունը բացատրում է ճահճային ճահճայինների տեսքը:

Ֆոսֆորի միացություններ . Երբ ֆոսֆինը կամ ֆոսֆորը այրվում են, ինչպես արդեն գիտեք, ձևավորվում է ֆոսֆորի օքսիդ P205՝ սպիտակ հիգրոսկոպիկ փոշի: Այն բնորոշ թթվային օքսիդ է, որն ունի թթվային օքսիդների բոլոր հատկությունները։

Ֆոսֆորի օքսիդը համապատասխանում է ֆոսֆորաթթվի H3P04: Այն պինդ թափանցիկ բյուրեղային նյութ է, ջրի մեջ բարձր լուծվող ցանկացած հարաբերակցությամբ։ Որպես եռաբազային թթու՝ H3P04-ը կազմում է աղերի երեք շարք.

միջին աղեր կամ ֆոսֆատներ, օրինակ՝ Ca3(PO4)2, որոնք չեն լուծվում ջրում, բացառությամբ ալկալային մետաղների ֆոսֆատների.

թթվային աղեր - երկջրածնային ֆոսֆատներ, օրինակ՝ Ca(H2P04)2, որոնց մեծ մասը շատ լուծելի է ջրում;

թթվային աղեր - հիդրոֆոսֆատներ, օրինակ՝ CaHPO4, որոնք մի փոքր լուծելի են ջրում (բացառությամբ նատրիումի, կալիումի և ամոնիումի ֆոսֆատների), այսինքն՝ դրանք լուծելիության մեջ միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում ֆոսֆատների և հիդրոֆոսֆատների միջև։

Բնության մեջ ֆոսֆորը չի առաջանում ազատ տեսքով՝ միայն միացությունների տեսքով։ Ամենակարևոր բնական ֆոսֆորի միացությունները հանքանյութերն են՝ ֆոսֆորիտները և ապատիտները: Դրանց հիմնական մասը կալցիումի ֆոսֆատ Ca3(P04)2 է, որից ֆոսֆորը ստացվում է արդյունաբերական ճանապարհով։

Ֆոսֆորի կենսաբանական նշանակությունը. Ֆոսֆորը մարդու, կենդանիների և բույսերի օրգանիզմների հյուսվածքների մշտական բաղադրիչն է։ Մարդու մարմնում ֆոսֆորի մեծ մասը կապված է կալցիումի հետ: Կմախք կառուցելու համար երեխային անհրաժեշտ է այնքան ֆոսֆոր, որքան կալցիումը: Բացի ոսկորներից, ֆոսֆորը գտնվում է նյարդային և ուղեղի հյուսվածքներում, արյան մեջ և կաթում։ Բույսերի մեջ, ինչպես կենդանիների մոտ, ֆոսֆորը սպիտակուցների մի մասն է։

Ֆոսֆորից, որը մտնում է մարդու օրգանիզմ սննդի, հիմնականում՝ ձվի, մսի, կաթի և հացի հետ, ստեղծվում է ATP՝ ադենոզին տրիֆոսֆորաթթու, որը ծառայում է որպես էներգիայի կոլեկցիոներ և կրող, ինչպես նաև նուկլեինաթթուներ՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ, որոնք փոխանցում են մարմնի ժառանգական հատկությունները. ATP-ն առավել ինտենսիվ սպառվում է մարմնի ակտիվ աշխատող օրգաններում՝ լյարդում, մկաններում, ուղեղում: Իզուր չէ, որ հայտնի հանքաբան, երկրաքիմիայի գիտության հիմնադիրներից մեկը, ակադեմիկոս Ա.Է.Ֆերսմանը ֆոսֆորն անվանել է «կյանքի և մտքի տարր»։

Ինչպես նշվեց, ֆոսֆորը բնության մեջ գոյություն ունի հողում (կամ բնական ջրերում լուծված) միացությունների տեսքով: Ֆոսֆորը հողից արդյունահանվում է բույսերի կողմից, իսկ կենդանիները ֆոսֆոր են ստանում բուսական մթերքներից։ Բուսական և կենդանական օրգանիզմների մահից հետո ֆոսֆորը վերադառնում է հող։ Այսպես է տեղի ունենում ֆոսֆորի ցիկլը բնության մեջ (նկ. 36):

Ֆոսֆորի և նրա միացությունների կիրառումը . Կարմիր ֆոսֆորն օգտագործվում է լուցկի և ֆոսֆորաթթու արտադրելու համար, որն էլ իր հերթին օգտագործվում է անասունների համար ֆոսֆատային պարարտանյութեր և կերային հավելումներ արտադրելու համար։ Բացի այդ, ֆոսֆորն օգտագործվում է թունաքիմիկատներ արտադրելու համար (հիշենք դիքլորվոսի, քլորոֆոսի պահածոները և այլն)։

Ֆոսֆորի հայտնաբերում . Ֆոսֆորը հայտնաբերվել է գերմանացի ալքիմիկոս Գ. Բրանդի կողմից 1669 թվականին և ստացել է իր անվանումը մթության մեջ փայլելու ունակության համար (հունարեն ֆոսֆոր՝ լուսավորող)։

1. Ֆոսֆորի ալոտրոպիա՝ սպիտակ ֆոսֆոր, կարմիր ֆոսֆոր։

2. Ֆոսֆորի հատկությունները՝ ֆոսֆիդների, ֆոսֆինի, ֆոսֆորի օքսիդի առաջացում (V):

3. Ֆոսֆորաթթու և դրա աղերի երեք շարք՝ ֆոսֆատներ, ջրածնային ֆոսֆատներ և երկջրածնային ֆոսֆատներ:

4. Ֆոսֆորի կենսաբանական նշանակությունը (կալցիումի ֆոսֆատ, ATP, ԴՆԹ և ՌՆԹ):

5. Ֆոսֆորի և նրա միացությունների կիրառումը.

Գրե՛ք նատրիումի և ֆոսֆորաթթվի երեք տեսակի աղերի բանաձևերը, անվանե՛ք դրանք և գրե՛ք դրանց տարանջատման հավասարումները։

Գրե՛ք ռեակցիայի հավասարումները, որոնցով կարելի է իրականացնել հետևյալ փոխակերպումները.

P -> Mg3P2 -> PH3 -> P205 -> H3P04 -> Ca3 (P04)2

Դասի բովանդակությունը դասի նշումներաջակցող շրջանակային դասի ներկայացման արագացման մեթոդներ ինտերակտիվ տեխնոլոգիաներ Պրակտիկա առաջադրանքներ և վարժություններ ինքնաստուգման սեմինարներ, թրեյնինգներ, դեպքեր, քվեստներ տնային առաջադրանքների քննարկման հարցեր հռետորական հարցեր ուսանողներից Նկարազարդումներ աուդիո, տեսահոլովակներ և մուլտիմեդիալուսանկարներ, նկարներ, գրաֆիկա, աղյուսակներ, դիագրամներ, հումոր, անեկդոտներ, կատակներ, կոմիքսներ, առակներ, ասացվածքներ, խաչբառեր, մեջբերումներ Հավելումներ վերացականներհոդվածների հնարքներ հետաքրքրասեր օրորոցների համար դասագրքեր հիմնական և տերմինների լրացուցիչ բառարան այլ Դասագրքերի և դասերի կատարելագործումուղղել դասագրքի սխալներըԴասագրքի հատվածի թարմացում, դասում նորարարության տարրեր, հնացած գիտելիքների փոխարինում նորերով. Միայն ուսուցիչների համար կատարյալ դասերտարվա օրացուցային ծրագիր; Ինտեգրված դասեր

Ֆոսֆոր և նրա միացություններ

Ներածություն

Գլուխ I. Ֆոսֆորը որպես տարր և որպես պարզ նյութ

1.1. Ֆոսֆոր բնության մեջ

1.2. Ֆիզիկական հատկություններ

1.3. Քիմիական հատկություններ

1.4. Անդորրագիր

1.5. Դիմում

Գլուխ II. Ֆոսֆորի միացություններ

2.1. Օքսիդներ

2.2. Թթուներ և դրանց աղեր

2.3. Ֆոսֆին

Գլուխ III. Ֆոսֆորային պարարտանյութեր

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Ներածություն

Ֆոսֆոր (լատ. Ֆոսֆոր) P Մենդելեևի պարբերական համակարգի V խմբի քիմիական տարր է, ատոմային համարը՝ 15, ատոմային զանգվածը՝ 30,973762(4)։ Դիտարկենք ֆոսֆորի ատոմի կառուցվածքը։ Ֆոսֆորի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակը պարունակում է հինգ էլեկտրոն: Գրաֆիկորեն այն ունի հետևյալ տեսքը.

1ս 2 2ս 2 2էջ 6 3ս 2 3էջ 3 3դ 0

1699-ին համբուրգյան ալքիմիկոս Հ. Բրենդը, փնտրելով «փիլիսոփայական քար», որը ենթադրաբար կարող է ոսկու վերածել հիմնական մետաղները, ածուխով և ավազով մեզը գոլորշիացնելիս, մեկուսացրեց սպիտակ մոմային նյութ, որը կարող էր փայլել:

«Ֆոսֆոր» անվանումը գալիս է հունարենից։ «phos» - լույս և «phoros» - կրող: Ռուսաստանում «ֆոսֆոր» տերմինը ներմուծվել է 1746 թվականին Մ.Վ. Լոմոնոսովը.

Հիմնական ֆոսֆորի միացությունները ներառում են օքսիդներ, թթուներ և դրանց աղեր (ֆոսֆատներ, երկջրածնային ֆոսֆատներ, ջրածնային ֆոսֆատներ, ֆոսֆիդներ, ֆոսֆիտներ):

Պարարտանյութերում շատ ֆոսֆոր պարունակող նյութեր կան։ Նման պարարտանյութերը կոչվում են ֆոսֆորային պարարտանյութեր:

Գլուխ Ի Ֆոսֆորը որպես տարր և որպես պարզ նյութ

1.1 Ֆոսֆոր բնության մեջ

Ֆոսֆորը ընդհանուր տարրերից է։ Երկրակեղևի ընդհանուր պարունակությունը կազմում է մոտ 0,08%: Իր հեշտ օքսիդացման շնորհիվ ֆոսֆորը բնության մեջ հանդիպում է միայն միացությունների տեսքով։ Ֆոսֆորի հիմնական միներալներն են ֆոսֆորիտներն ու ապատիտները, վերջիններից առավել տարածվածը ֆտորապատիտ 3Ca3 (PO4)2 CaF2 է։ Ֆոսֆորիտները տարածված են Ուրալում, Վոլգայի մարզում, Սիբիրում, Ղազախստանում, Էստոնիայում, Բելառուսում։ Ապատիտի ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են Կոլա թերակղզում։

Ֆոսֆորը կենդանի օրգանիզմների համար անհրաժեշտ տարր է։ Այն առկա է ոսկորներում, մկաններում, ուղեղի հյուսվածքներում և նյարդերում: ATP-ի մոլեկուլները կառուցված են ֆոսֆորից՝ ադենոզին տրիֆոսֆորաթթվից (ATP-ն էներգիայի կոլեկցիոներ և կրող է): Հասուն մարդու օրգանիզմը պարունակում է միջինը մոտ 4,5 կգ ֆոսֆոր՝ հիմնականում կալցիումի հետ համատեղ։

Ֆոսֆորը հանդիպում է նաև բույսերում։

Բնական ֆոսֆորը բաղկացած է միայն մեկ կայուն իզոտոպից՝ 31 R: Այսօր հայտնի են ֆոսֆորի վեց ռադիոակտիվ իզոտոպներ:

1.2 Ֆիզիկական հատկություններ

Ֆոսֆորն ունի մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ՝ սպիտակ, կարմիր, սև, շագանակագույն, մանուշակագույն ֆոսֆոր և այլն։ Դրանցից առաջին երեքն ամենաշատ ուսումնասիրվածներն են։

Սպիտակ ֆոսֆոր- անգույն, դեղնավուն երանգով բյուրեղային նյութ, որը փայլում է մթության մեջ: Նրա խտությունը 1,83 գ/սմ3 է։ Ջրում չլուծվող, ածխածնի դիսուլֆիդում լուծելի։ Ունի բնորոշ սխտորի հոտ։ Հալման կետը՝ 44°C, ինքնաբռնկման ջերմաստիճանը՝ 40°C: Սպիտակ ֆոսֆորը օքսիդացումից պաշտպանելու համար այն պահվում է ջրի տակ մթության մեջ (լույսի տակ այն վերածվում է կարմիր ֆոսֆորի): Սառը, սպիտակ ֆոսֆորը փխրուն է 15°C-ից բարձր ջերմաստիճանում, այն դառնում է փափուկ և կարելի է կտրել դանակով:

Սպիտակ ֆոսֆորի մոլեկուլներն ունեն բյուրեղյա վանդակ, որի հանգույցներում կան P4 մոլեկուլներ՝ քառաեդրոնի ձևով։

Ֆոսֆորի յուրաքանչյուր ատոմ միացված է երեք σ կապերով մյուս երեք ատոմներին։

Սպիտակ ֆոսֆորը թունավոր է և առաջացնում է դժվար բուժվող այրվածքներ։

Կարմիր ֆոսֆոր– մուգ կարմիր գույնի փոշոտ նյութ, առանց հոտի, չի լուծվում ջրի և ածխածնի դիսուլֆիդի մեջ և չի փայլում: Բոցավառման ջերմաստիճանը 260°C, խտությունը 2,3 գ/սմ3։ Կարմիր ֆոսֆորը մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների խառնուրդ է, որոնք տարբերվում են գույնով (կարմիրից մինչև մանուշակագույն): Կարմիր ֆոսֆորի հատկությունները կախված են դրա արտադրության պայմաններից։ Ոչ թունավոր:

Սև ֆոսֆորԱյն կարծես գրաֆիտ է, դիպչելիս յուղոտ է թվում և կիսահաղորդչային հատկություններ ունի: Խտությունը 2,7 գ/սմ3։

Կարմիր և սև ֆոսֆորն ունեն ատոմային բյուրեղային ցանց:

1.3 Քիմիական հատկություններ

Ֆոսֆորը ոչ մետաղ է։ Միացություններում այն սովորաբար ցուցադրում է +5 օքսիդացման աստիճան, ավելի քիչ՝ +3 և –3 (միայն ֆոսֆիդներում)։

Սպիտակ ֆոսֆորի հետ ռեակցիան ավելի հեշտ է, քան կարմիր ֆոսֆորի հետ:

I. Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ:

1. Փոխազդեցություն հալոգենների հետ.

2P + 3Cl2 = 2PCl3 (ֆոսֆորի (III) քլորիդ),

PCl3 + Cl2 = PCl5 (ֆոսֆոր (V) քլորիդ):

2. Փոխազդեցություն ոչ մետաղների հետ.

2P + 3S = P2 S3 (ֆոսֆորի (III) սուլֆիդ.

3. Փոխազդեցություն մետաղների հետ.

2P + 3Ca = Ca3 P2 (կալցիումի ֆոսֆիդ):

4. Փոխազդեցություն թթվածնի հետ.

4P + 5O2 = 2P2 O5 (ֆոսֆորի (V) օքսիդ, ֆոսֆորի անհիդրիդ):

II. Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ.

1.4 Անդորրագիր

Ֆոսֆորը ստացվում է մանրացված ֆոսֆորիտներից և ապատիտներից, վերջիններս խառնվում են քարածխի և ավազի հետ և կալցինացվում վառարաններում 1500°C ջերմաստիճանում.

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

Ֆոսֆորն արտազատվում է գոլորշու տեսքով, որը ջրի տակ խտանում է ընդունիչում՝ առաջացնելով սպիտակ ֆոսֆոր։

Առանց օդի մուտքի 250-300°C տաքացնելիս սպիտակ ֆոսֆորը վերածվում է կարմիրի։

Սև ֆոսֆորը ստացվում է սպիտակ ֆոսֆորի երկարատև տաքացումից շատ բարձր ճնշման տակ (200°C և 1200 ՄՊա):

1.5 Կիրառում

Կարմիր ֆոսֆորն օգտագործվում է լուցկիների արտադրության մեջ (տես նկարը)։ Այն խառնուրդի մի մասն է, որը կիրառվում է լուցկու տուփի կողային մակերեսին: Լուցկու գլխիկի հիմնական բաղադրիչը Berthollet աղ KClO3 է։ Լուցկի գլխի շփման պատճառով քսանյութի հետ օդում ֆոսֆորի մասնիկները բռնկվում են։ Ֆոսֆորի օքսիդացման ռեակցիայի արդյունքում ջերմություն է արտազատվում՝ հանգեցնելով Բերտոլե աղի քայքայմանը։

Ստացված թթվածինը օգնում է բոցավառել լուցկու գլուխը:

Ֆոսֆորն օգտագործվում է մետաղագործության մեջ։ Այն օգտագործվում է հաղորդիչներ արտադրելու համար և հանդիսանում է որոշ մետաղական նյութերի բաղկացուցիչ մասը, ինչպիսիք են թիթեղյա բրոնզերը:

Ֆոսֆորն օգտագործվում է նաև ֆոսֆորաթթվի և թունաքիմիկատների (դիքլորվոս, քլորոֆոս և այլն) արտադրության մեջ։

Սպիտակ ֆոսֆորն օգտագործվում է ծխի էկրաններ ստեղծելու համար, քանի որ դրա այրումից առաջանում է սպիտակ ծուխ:

Գլուխ II . Ֆոսֆորի միացություններ

2.1 Օքսիդներ

Ֆոսֆորը ձևավորում է մի քանի օքսիդներ: Դրանցից ամենակարևորներն են ֆոսֆորի օքսիդը (V) P4 O10 և ֆոսֆորի օքսիդը (III) P4 O6: Հաճախ նրանց բանաձևերը գրվում են պարզեցված ձևով՝ P2 O5 և P2 O3: Այս օքսիդների կառուցվածքը պահպանում է ֆոսֆորի ատոմների քառանիստ դասավորությունը։

Ֆոսֆորի օքսիդ(III) P4 O6-ը մոմ բյուրեղային զանգված է, որը հալվում է 22,5°C ջերմաստիճանում և վերածվում անգույն հեղուկի։ Թունավոր.

Սառը ջրում լուծվելիս առաջանում է ֆոսֆորաթթու.

P4 O6 + 6H2 O = 4H3 PO3,

իսկ ալկալիների հետ արձագանքելիս՝ համապատասխան աղեր (ֆոսֆիտներ)։

Ուժեղ նվազեցնող միջոց. Թթվածնի հետ փոխազդեցության ժամանակ այն օքսիդացվում է մինչև P4 O10։

Ֆոսֆորի (III) օքսիդը ստացվում է թթվածնի բացակայության դեպքում սպիտակ ֆոսֆորի օքսիդացումից։

Ֆոսֆորի օքսիդ(V) P4 O10-ը սպիտակ բյուրեղային փոշի է: Սուբլիմացիայի ջերմաստիճանը 36°C: Այն ունի մի քանի փոփոխություններ, որոնցից մեկը (այսպես կոչված, ցնդող) ունի P4 O10 կազմը։ Այս մոդիֆիկացիայի բյուրեղային ցանցը կազմված է P4 O10 մոլեկուլներից, որոնք միմյանց հետ կապված են թույլ միջմոլեկուլային ուժերով, որոնք տաքացնելիս հեշտությամբ կոտրվում են։ Այստեղից էլ այս բազմազանության անկայունությունը: Այլ փոփոխությունները պոլիմերային են: Դրանք ձևավորվում են PO4 քառատետրերի անվերջ շերտերից։

Երբ P4 O10-ը փոխազդում է ջրի հետ, ձևավորվում է ֆոսֆորաթթու.

P4 O10 + 6H2 O = 4H3 PO4:

Լինելով թթվային օքսիդ՝ P4 O10-ը փոխազդում է հիմնական օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ։

Այն առաջանում է ավելորդ թթվածնի մեջ (չոր օդ) ֆոսֆորի բարձր ջերմաստիճանի օքսիդացման ժամանակ։

Իր բացառիկ հիգրոսկոպիկության շնորհիվ ֆոսֆորի (V) օքսիդը օգտագործվում է լաբորատոր և արդյունաբերական տեխնոլոգիաներում՝ որպես չորացնող և ջրազրկող միջոց։ Իր չորացման ազդեցությամբ այն գերազանցում է բոլոր մյուս նյութերին։ Քիմիապես կապված ջուրը հանվում է անջուր պերքլորաթթվից՝ ձևավորելով դրա անհիդրիդը.

4HClO4 + P4 O10 = (HPO3)4 + 2Cl2 O7.

2.2 Թթուներ և դրանց աղեր

Ա) Ֆոսֆորաթթու H3 PO3. Անջուր ֆոսֆորաթթու H3 PO3-ը առաջացնում է 1,65 գ/սմ3 խտությամբ բյուրեղներ, որոնք հալվում են 74°C-ում։

Կառուցվածքային բանաձև.

Երբ անջուր H3 PO3-ը տաքացվում է, տեղի է ունենում անհամաչափության ռեակցիա (ավտոօքսիդացում-ինքնավերականգնում).

4H3 PO3 = PH3 + 3H3 PO4:

Ֆոսֆորաթթվի աղեր - ֆոսֆիտներ. Օրինակ, K3 PO3 (կալիումի ֆոսֆիտ) կամ Mg3 (PO3)2 (մագնեզիումի ֆոսֆիտ):

Ֆոսֆորաթթու H3 PO3 ստացվում է ջրի մեջ ֆոսֆորի (III) օքսիդը լուծելով կամ ֆոսֆորի (III) քլորիդի PCl3 հիդրոլիզով.

РCl3 + 3H2 O = H3 PO3 + 3HCl:

բ) Ֆոսֆորական թթու (օրթոֆոսֆորական թթու) H3 PO4.

Անջուր ֆոսֆորական թթուն հայտնվում է որպես թեթև թափանցիկ բյուրեղներ, որոնք ցրվում են օդում սենյակային ջերմաստիճանում: Հալման կետը 42,35°C: Ֆոսֆորաթթուն ջրով առաջացնում է ցանկացած կոնցենտրացիայի լուծույթներ։

Ֆոսֆորական թթուն ունի հետևյալ կառուցվածքային բանաձևը.

Ֆոսֆորական թթուն փոխազդում է մետաղների հետ, որոնք գտնվում են ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալների մեջ մինչև ջրածնի, հիմնական օքսիդների, հիմքերի և թույլ թթուների աղերի հետ։

Լաբորատորիայում ֆոսֆորական թթուն ստանում են ֆոսֆորը 30% ազոտական թթվով օքսիդացնելով.

3P + 5HNO3 + 2H2 O = 3H3 PO4 + 5NO:

Արդյունաբերության մեջ ֆոսֆորական թթուն արտադրվում է երկու եղանակով՝ արդյունահանման և ջերմային։ Հիմնականում արդյունահանման մեթոդկայանում է նրանում, որ մանրացված բնական ֆոսֆատների մշակումը ծծմբաթթվով.

Ca3 (PO4)2 + 3H2 SO4 = 2H3 PO4 + 3CaSO4 ↓:

Այնուհետև ֆոսֆորական թթուն զտվում և խտացվում է գոլորշիացման միջոցով:

Ջերմային մեթոդբաղկացած է բնական ֆոսֆատների վերածումից մինչև ազատ ֆոսֆոր, որին հաջորդում է դրա այրումը մինչև P4 O10 և վերջինիս լուծարումը ջրում: Այս մեթոդով արտադրված ֆոսֆորաթթուն բնութագրվում է ավելի բարձր մաքրությամբ և կոնցենտրացիայի ավելացմամբ (ըստ կշռի մինչև 80%):

Ֆոսֆորական թթուն օգտագործվում է պարարտանյութերի արտադրության, ռեակտիվների, օրգանական նյութերի պատրաստման և մետաղների վրա պաշտպանիչ ծածկույթների ստեղծման համար։ Դեղագործական և կերային խտանյութերի պատրաստման համար անհրաժեշտ է մաքրված ֆոսֆորական թթու:

Ֆոսֆորական թթուն ուժեղ թթու չէ: Որպես եռաբազային թթու՝ այն աստիճանաբար տարանջատվում է ջրային լուծույթում։ Առաջին փուլում տարանջատումն ավելի հեշտ է։

1. H3 PO4H+ + (դիջրածին ֆոսֆատ իոն);

2. H+ + (ջրածին ֆոսֆատ իոն);

3. H+ + (ֆոսֆատ իոն).

Ֆոսֆորական թթվի տարանջատման ընդհանուր իոնային հավասարումը.

Ֆոսֆորական թթուն ձևավորում է երեք շարք աղեր.

ա) K3 PO4, Ca3 (PO4)2 – եռփոխարինված կամ ֆոսֆատներ;

բ) K2 HPO4, CaHPO4 – դիփոխարինված կամ հիդրոֆոսֆատներ;

գ) KH2 PO4, Ca(H2PO4)2 – մոնոփոխարինված կամ երկջրածնային ֆոսֆատներ:

Մոնոփոխարինված ֆոսֆատները թթվային են, երկհիմնական ֆոսֆատները փոքր-ինչ ալկալային են, իսկ եռահիմքային ֆոսֆատները՝ ալկալային։

Բոլոր ալկալիական մետաղները և ամոնիումի ֆոսֆատները լուծելի են ջրի մեջ: Ֆոսֆորաթթվի կալցիումի աղերից միայն կալցիումի երկջրածին ֆոսֆատն է լուծվում ջրի մեջ։ Կալցիումի ջրածնի ֆոսֆատը և կալցիումի ֆոսֆատը լուծելի են օրգանական թթուներում:

Ֆոսֆորական թթուն տաքացնելիս սկզբում կորցնում է ջուրը՝ լուծիչը, այնուհետև սկսվում է ֆոսֆորաթթվի ջրազրկումը և ձևավորվում է երկֆոսֆորական թթու.

2H3 PO4 = H4 P2 O7 + H2 O:

Ֆոսֆորական թթվի զգալի մասը վերածվում է երկֆոսֆորաթթվի մոտ 260°C ջերմաստիճանում։

V) Ֆոսֆորական թթու (հիպոֆոսֆորական թթու) H4 P2 O6.

H4 P2 O6-ը միջին ուժգնությամբ չորսբազային թթու է: Պահպանման ընթացքում հիպոֆոսֆորական թթուն աստիճանաբար քայքայվում է։ Երբ նրա լուծույթները տաքացվում են, այն վերածվում է H3 PO4 և H3 PO3:

Այն առաջանում է օդում H3 PO3-ի դանդաղ օքսիդացման կամ խոնավ օդում սպիտակ ֆոսֆորի օքսիդացման ժամանակ։

G) Հիպոֆոսֆորաթթու (հիպոֆոսֆորաթթու) H3PO2. Այս թթուն միահիմն է և ուժեղ: Հիպոֆոսֆորային թթուն ունի հետևյալ կառուցվածքային բանաձևը.

Հիպոֆոսֆիտներ- հիպոֆոսֆորաթթվի աղեր, որոնք սովորաբար շատ են լուծվում ջրում:

Հիպոֆոսֆիտները և H3 PO2-ը էներգետիկ վերականգնող նյութեր են (հատկապես թթվային միջավայրում): Նրանց արժեքավոր հատկանիշը որոշ մետաղների (Ni, Cu և այլն) լուծված աղերը ազատ մետաղի վերածելու ունակությունն է.

2Ni2+ + + 2H2 O → Ni0+ + 6H+:

Հիպոֆոսֆորաթթուն ստացվում է կալցիումի կամ բարիումի հիպոֆոսֆիտները ծծմբաթթվով քայքայելով.

Ba(H2 PO2)2 + H2 SO4 = 2H3 PO2 + BaSO4 ↓:

Հիպոֆոսֆիտները ձևավորվում են սպիտակ ֆոսֆորը եռացնելուց կալցիումի կամ բարիումի հիդրօքսիդների կախույթներում։

2P4 (սպիտակ) + 3Ba(OH)2 + 6H2 O = 2PH3 + 3Ba(H2PO2)2:

2.3 Ֆոսֆին

Ֆոսֆին PH3 - ֆոսֆորի միացություն ջրածնի հետ - անգույն գազ՝ սուր, տհաճ սխտորի հոտով, ջրում շատ լուծվող (քիմիապես չի փոխազդում դրա հետ) և շատ թունավոր է։ Օդում մաքուր և չոր ֆոսֆինը բռնկվում է 100-140°C-ից բարձր տաքացնելիս։ Եթե ֆոսֆինը պարունակում է դիֆոսֆին P2 H4-ի կեղտեր, ապա այն ինքնաբերաբար բռնկվում է օդում:

Որոշ ուժեղ թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ առաջանում է ֆոսֆին ֆոսֆոնիումի աղեր,Օրինակ:

PH3 + HCl = PH4 Cl (ֆոսֆոնիումի քլորիդ):

Ֆոսֆոնիումի [PH4]+ կատիոնի կառուցվածքը նման է ամոնիումի կատիոնի + կառուցվածքին։

Ջուրը քայքայում է ֆոսֆոնիումի աղերը՝ առաջացնելով ֆոսֆին և ջրածնի հալոգեն։

Ֆոսֆինը կարելի է ստանալ՝ ֆոսֆիդները ջրի հետ փոխազդելով.

Ca3 P2 + 6H2 O = 3Ca(OH)2 + 2PH3:

Եվ մի վերջին բան. Երբ ֆոսֆորը փոխազդում է մետաղների հետ, առաջանում են աղեր. ֆոսֆիդներ. Օրինակ, Ca3 P2 (կալցիումի ֆոսֆիդ), Mg3 P2 (մագնեզիումի ֆոսֆիդ):

Գլուխ III Ֆոսֆորային պարարտանյութեր

Ֆոսֆորի միացությունները, ինչպես ազոտը, բնության մեջ անընդհատ փոխակերպումների են ենթարկվում. ֆոսֆորի ցիկլը տեղի է ունենում բնության մեջ: Բույսերը հողից հանում են ֆոսֆատներ և դրանք վերածում բարդ ֆոսֆոր պարունակող օրգանական նյութերի։ Այս նյութերը կենդանիների օրգանիզմ են մտնում բուսական սննդի հետ՝ նյարդային և մկանային հյուսվածքներում սպիտակուցային նյութերի ձևավորում, ոսկորներում կալցիումի ֆոսֆատներ և այլն: Կենդանիների և բույսերի մահից հետո ֆոսֆոր պարունակող միացությունները քայքայվում են միկրոօրգանիզմների ազդեցության տակ: Արդյունքում առաջանում են ֆոսֆատներ։ Այսպիսով, դիագրամով արտահայտված ցիկլը ավարտվում է.

P (կենդանի օրգանիզմներ) P (հող):

Այս ցիկլը խաթարվում է, երբ ֆոսֆորի միացությունները հանվում են բերքատվությունից: Հողի մեջ ֆոսֆորի պակասը գործնականում բնական ճանապարհով չի համալրվում։ Հետեւաբար, անհրաժեշտ է կիրառել ֆոսֆորային պարարտանյութեր:

Ինչպես գիտեք, հանքային պարարտանյութերը կարող են լինել պարզ կամ բարդ: Պարզ պարարտանյութերը ներառում են մեկ սննդարար տարր պարունակող պարարտանյութեր: Համալիր պարարտանյութերը պարունակում են մի քանի սննդանյութեր.

Ինչպե՞ս են արտադրվում ֆոսֆորային պարարտանյութերը արդյունաբերության մեջ: Բնական ֆոսֆատները չեն լուծվում ջրի մեջ և վատ են լուծվում հողային լուծույթներում և թույլ են ներծծվում բույսերի կողմից: Բնական ֆոսֆատները ջրում լուծվող միացությունների վերածելը քիմիական արդյունաբերության խնդիրն է: Պարարտանյութում սննդանյութի ֆոսֆորի պարունակությունը գնահատվում է ֆոսֆորի օքսիդի (V) P2 O5 պարունակությամբ:

Ֆոսֆատային պարարտանյութերի հիմնական բաղադրիչը կալցիումի երկջրածինը կամ ջրածնային ֆոսֆատներն են։ Ֆոսֆորը բույսերի շատ օրգանական միացությունների մի մասն է: Ֆոսֆորի սնուցումը կարգավորում է բույսերի աճն ու զարգացումը։ Ամենատարածված ֆոսֆորային պարարտանյութերը ներառում են.

1.Ֆոսֆորիտ ալյուր- նուրբ սպիտակ փոշի: Պարունակում է 18-26% P2 O5:

Ստացվում է Ca3 (PO4)2 ֆոսֆորիտների մանրացման միջոցով։

Ֆոսֆորիտային ալյուրը կարող է ներծծվել միայն օրգանական թթուներ պարունակող պոդզոլային և տորֆային հողերում:

2. Պարզ սուպերֆոսֆատ- մոխրագույն մանրահատիկ փոշի: Պարունակում է մինչև 20% P2 O5:

Այն ստացվում է բնական ֆոսֆատը ծծմբաթթվի հետ փոխազդելով.

Ca3 (PO4)2 + 2H2 SO4 = Ca(H2 PO4)2 + 2CaSO4:

սուպերֆոսֆատ

Այս դեպքում ստացվում է Ca(H2PO4)2 և CaSO4 աղերի խառնուրդ, որը լավ կլանում է բույսերը ցանկացած հողում։

3. Կրկնակի սուպերֆոսֆատ(գույնը և տեսքը նման են պարզ սուպերֆոսֆատին):

Այն ստացվում է բնական ֆոսֆատի վրա ֆոսֆորաթթվի ազդեցությամբ.

Ca3 (PO4)2 + 4H3 PO4 = 3Ca(H2 PO4)2:

Պարզ սուպերֆոսֆատի համեմատ այն չի պարունակում CaSO4 և շատ ավելի խտացված պարարտանյութ է (պարունակում է մինչև 50% P2 O5):

4. Տեղում– պարունակում է 35-40% P2 O5:

Ստացվում է ֆոսֆորական թթու չեզոքացնելով կալցիումի հիդրօքսիդի լուծույթով.

H3 PO4 + Ca(OH)2 = CaHPO4 2H2 O:

Օգտագործվում է թթվային հողերի վրա։

5. Ոսկրածուծի ալյուր. Ստացվում է ընտանի կենդանիների ոսկորների մշակմամբ, պարունակում է Ca3 (PO4)2։

6. Ամմոֆոս– բարդ պարարտանյութ, որը պարունակում է ազոտ (մինչև 15% K) և ֆոսֆոր (մինչև 58% P2 O5)՝ NH4 H2 PO4 և (NH4)2 HPO4 տեսքով: Ստացվում է ֆոսֆորական թթուն ամոնիակով չեզոքացնելու միջոցով։

Եզրակացություն

Եվ վերջում ուզում եմ ասել ֆոսֆորի կենսաբանական նշանակությունը։ Ֆոսֆորը մարդու, կենդանիների և բույսերի օրգանիզմների հյուսվածքների անբաժանելի մասն է։ Մարդու մարմնում ֆոսֆորի մեծ մասը կապված է կալցիումի հետ: Կմախք կառուցելու համար երեխային անհրաժեշտ է այնքան ֆոսֆոր, որքան կալցիումը: Բացի ոսկորներից, ֆոսֆորը գտնվում է նյարդային և ուղեղի հյուսվածքներում, արյան մեջ և կաթում։ Բույսերի մեջ, ինչպես կենդանիների մոտ, ֆոսֆորը սպիտակուցների մի մասն է։

Ֆոսֆորից, որը մտնում է մարդու օրգանիզմ սննդի, հիմնականում՝ ձվի, մսի, կաթի և հացի հետ, ստեղծվում է ATP՝ ադենոզին տրիֆոսֆորաթթու, որը ծառայում է որպես էներգիայի կոլեկցիոներ և կրող, ինչպես նաև նուկլեինաթթուներ՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ, որոնք փոխանցում են մարմնի ժառանգական հատկությունները. ATP-ն առավել ինտենսիվ սպառվում է մարմնի ակտիվ աշխատող օրգաններում՝ լյարդում, մկաններում և ուղեղում: Իզուր չէ, որ հայտնի հանքաբան, երկրաքիմիայի գիտության հիմնադիրներից մեկը, ակադեմիկոս Ա.Է.Ֆերսմանը ֆոսֆորն անվանել է «կյանքի և մտքի տարր»։

Մատենագիտություն:

1. Ախմետով Ն.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան՝ դասագիրք. հանրակրթության համար դասագիրք հաստատություններ. - 2-րդ հրատ. – Մ.: Կրթություն, 1999. – 175 էջ: հիվանդ.

2. Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 9-րդ դասարան՝ դասագիրք. հանրակրթության համար դասագիրք հաստատություններ. - 4-րդ հրատ. – M.: Bustard, 2001. – 224 p.: ill.

3. Գաբրիելյան Օ.Ս. Քիմիա 8-9 դասարաններ՝ մեթոդ. նպաստ. - 4-րդ հրատ. – M.: Bustard, 2001. – 128 p.

4. Էրոշին Դ.Պ., Շիշկին Է.Ա. Քիմիայի խնդիրների լուծման մեթոդներ. Դասագիրք. նպաստ. – Մ.: Կրթություն, 1989. – 176 էջ: հիվանդ.

5. Kremenchugskaya M. Chemistry: A schoolchild’s reference book. - Մ.: Ֆիլոլ. Հասարակություն «WORD»: ՍՊԸ «AST Publishing House», 2001. - 478 p.

6. Կրիցման Վ.Ա. Անօրգանական քիմիայի վերաբերյալ գիրք կարդալը: – Մ.: Կրթություն, 1986. – 273 էջ.

Ֆոսֆոր և նրա միացություններ

Ներածություն

Գլուխ I. Ֆոսֆորը որպես տարր և որպես պարզ նյութ

1.1. Ֆոսֆոր բնության մեջ

1.2. Ֆիզիկական հատկություններ

1.3. Քիմիական հատկություններ

1.4. Անդորրագիր

1.5. Դիմում

Գլուխ II. Ֆոսֆորի միացություններ

2.1. Օքսիդներ

2.2. Թթուներ և դրանց աղեր

2.3. Ֆոսֆին

Գլուխ III. Ֆոսֆորային պարարտանյութեր

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Ներածություն

1ս 2 2ս 2 2էջ 6 3ս 2 3էջ 3 3դ 0

Գլուխ Ի Ֆոսֆորը որպես տարր և որպես պարզ նյութ

1.1 Ֆոսֆոր բնության մեջ

Ֆոսֆորը ընդհանուր տարրերից է։ Երկրակեղևի ընդհանուր պարունակությունը կազմում է մոտ 0,08%: Իր հեշտ օքսիդացման շնորհիվ ֆոսֆորը բնության մեջ հանդիպում է միայն միացությունների տեսքով։ Հիմնական ֆոսֆորային միներալներն են ֆոսֆորիտները և ապատիտները, վերջիններից առավել տարածվածը ֆտորապատիտ 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 է։ Ֆոսֆորիտները տարածված են Ուրալում, Վոլգայի մարզում, Սիբիրում, Ղազախստանում, Էստոնիայում, Բելառուսում։ Ապատիտի ամենամեծ հանքավայրերը գտնվում են Կոլա թերակղզում։

Ֆոսֆորը հանդիպում է նաև բույսերում։

Բնական ֆոսֆորը բաղկացած է միայն մեկ կայուն իզոտոպից՝ 31 R: Այսօր հայտնի են ֆոսֆորի վեց ռադիոակտիվ իզոտոպներ:

1.2 Ֆիզիկական հատկություններ

Սպիտակ ֆոսֆորի մոլեկուլներն ունեն բյուրեղային ցանց, որի հանգույցներում կան P 4 մոլեկուլներ՝ քառաեդրոնի ձևով։

Ֆոսֆորի յուրաքանչյուր ատոմ միացված է երեք σ կապերով մյուս երեք ատոմներին։

Սպիտակ ֆոսֆորը թունավոր է և առաջացնում է դժվար բուժվող այրվածքներ։

Կարմիր և սև ֆոսֆորն ունեն ատոմային բյուրեղային ցանց:

1.3 Քիմիական հատկություններ

Սպիտակ ֆոսֆորի հետ ռեակցիան ավելի հեշտ է, քան կարմիր ֆոսֆորի հետ:

I. Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ:

1. Փոխազդեցություն հալոգենների հետ.

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 (ֆոսֆոր (III) քլորիդ),

PCl 3 + Cl 2 = PCl 5 (ֆոսֆոր (V) քլորիդ):

2. Փոխազդեցություն ոչ մետաղների հետ.

2P + 3S = P 2 S 3 (ֆոսֆորի (III) սուլֆիդ.

3. Փոխազդեցություն մետաղների հետ.

2P + 3Ca = Ca 3 P 2 (կալցիումի ֆոսֆիդ):

4. Փոխազդեցություն թթվածնի հետ.

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 (ֆոսֆորի (V) օքսիդ, ֆոսֆորի անհիդրիդ):

II. Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ.

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO:

1.4 Անդորրագիր

2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2

6CaSiO3 + P4 + 10CO:

Ֆոսֆորն արտազատվում է գոլորշու տեսքով, որը ջրի տակ խտանում է ընդունիչում՝ առաջացնելով սպիտակ ֆոսֆոր։

Առանց օդի մուտքի 250-300°C տաքացնելիս սպիտակ ֆոսֆորը վերածվում է կարմիրի։

Սև ֆոսֆորը ստացվում է սպիտակ ֆոսֆորի երկարատև տաքացումից շատ բարձր ճնշման տակ (200°C և 1200 ՄՊա):

1.5 Կիրառում

Կարմիր ֆոսֆորն օգտագործվում է լուցկիների արտադրության մեջ (տես նկարը)։ Այն խառնուրդի մի մասն է, որը կիրառվում է լուցկու տուփի կողային մակերեսին: Լուցկու գլխիկի հիմնական բաղադրիչը Berthollet աղ KClO 3 է: Լուցկի գլխի շփման պատճառով քսանյութի հետ օդում ֆոսֆորի մասնիկները բռնկվում են։ Ֆոսֆորի օքսիդացման ռեակցիայի արդյունքում ջերմություն է արտազատվում՝ հանգեցնելով Բերտոլե աղի քայքայմանը։

KCl + .

Ստացված թթվածինը օգնում է բոցավառել լուցկու գլուխը:

Ֆոսֆորն օգտագործվում է նաև ֆոսֆորաթթվի և թունաքիմիկատների (դիքլորվոս, քլորոֆոս և այլն) արտադրության մեջ։

Սպիտակ ֆոսֆորն օգտագործվում է ծխի էկրաններ ստեղծելու համար, քանի որ դրա այրումից առաջանում է սպիտակ ծուխ:

Գլուխ II . Ֆոսֆորի միացություններ

2.1 Օքսիդներ

Ֆոսֆորը ձևավորում է մի քանի օքսիդներ: Դրանցից ամենակարևորներն են ֆոսֆորի օքսիդը (V) P 4 O 10 և ֆոսֆորի օքսիդը (III) P 4 O 6: Հաճախ նրանց բանաձևերը գրվում են պարզեցված ձևով՝ P 2 O 5 և P 2 O 3: Այս օքսիդների կառուցվածքը պահպանում է ֆոսֆորի ատոմների քառանիստ դասավորությունը։

Ֆոսֆորի օքսիդ(III) P 4 O 6-ը մոմ բյուրեղային զանգված է, որը հալվում է 22,5 ° C ջերմաստիճանում և վերածվում անգույն հեղուկի։ Թունավոր.

Սառը ջրում լուծվելիս առաջանում է ֆոսֆորաթթու.

P 4 O 6 + 6H 2 O = 4H 3 PO 3,

իսկ ալկալիների հետ արձագանքելիս՝ համապատասխան աղեր (ֆոսֆիտներ)։

Ուժեղ նվազեցնող միջոց. Թթվածնի հետ փոխազդեցության ժամանակ այն օքսիդացվում է մինչև P 4 O 10։

Ֆոսֆորի (III) օքսիդը ստացվում է թթվածնի բացակայության դեպքում սպիտակ ֆոսֆորի օքսիդացումից։

Ֆոսֆորի օքսիդ(V) P 4 O 10 - սպիտակ բյուրեղային փոշի: Սուբլիմացիայի ջերմաստիճանը 36°C: Այն ունի մի քանի փոփոխություններ, որոնցից մեկը (այսպես կոչված՝ ցնդող) ունի P 4 O 10 բաղադրություն։ Այս մոդիֆիկացիայի բյուրեղային ցանցը կազմված է P 4 O 10 մոլեկուլներից, որոնք միմյանց հետ կապված են թույլ միջմոլեկուլային ուժերով, որոնք տաքացնելիս հեշտությամբ կոտրվում են։ Այստեղից էլ այս բազմազանության անկայունությունը: Այլ փոփոխությունները պոլիմերային են: Դրանք ձևավորվում են PO 4 քառատետրերի անվերջ շերտերով։

Երբ P 4 O 10-ը փոխազդում է ջրի հետ, ձևավորվում է ֆոսֆորական թթու.

P 4 O 10 + 6H 2 O = 4H 3 PO 4:

Լինելով թթվային օքսիդ՝ P 4 O 10-ը փոխազդում է հիմնական օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ։

Այն առաջանում է ավելորդ թթվածնի մեջ (չոր օդ) ֆոսֆորի բարձր ջերմաստիճանի օքսիդացման ժամանակ։

4HClO4 + P4O10 = (HPO3)4 + 2Cl2O7:

2.2 Թթուներ և դրանց աղեր

Ա) Ֆոսֆորաթթու H3PO3. Անջուր ֆոսֆորաթթու H 3 PO 3 ձևավորում է 1,65 գ/սմ 3 խտությամբ բյուրեղներ, որոնք հալվում են 74°C-ում:

Կառուցվածքային բանաձև.

Երբ անջուր H 3 PO 3-ը տաքացվում է, տեղի է ունենում անհամաչափության ռեակցիա (ավտոօքսիդացում-ինքնավերականգնում).

4H 3 PO 3 = PH 3 + 3H 3 PO 4:

Ֆոսֆորաթթվի աղեր - ֆոսֆիտներ. Օրինակ, K 3 PO 3 (կալիումի ֆոսֆիտ) կամ Mg 3 (PO 3) 2 (մագնեզիումի ֆոսֆիտ):

Ֆոսֆորային թթու H 3 PO 3 ստացվում է ջրի մեջ ֆոսֆորի (III) օքսիդը լուծելով կամ ֆոսֆորի (III) քլորիդի PCl 3 հիդրոլիզով:

РCl 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HCl:

բ) Ֆոսֆորական թթու (օրթոֆոսֆորական թթու) H 3 PO 4 .

Կենսածին տարրերի շարքում առանձնահատուկ տեղ պետք է հատկացնել ֆոսֆորին։ Ի վերջո, առանց դրա անհնար է գոյություն ունենալ այնպիսի կենսական միացություններ, ինչպիսիք են, օրինակ, ATP-ն կամ ֆոսֆոլիպիդները, ինչպես նաև շատ ուրիշներ: Միևնույն ժամանակ, այս տարրի անօրգանական նյութերը շատ հարուստ են տարբեր մոլեկուլներով: Ֆոսֆորը և նրա միացությունները լայնորեն օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ, կենսաբանական գործընթացների կարևոր մասնակիցներ են և օգտագործվում են մարդկային գործունեության լայն տեսականիում: Հետևաբար, եկեք դիտարկենք, թե ինչ է այս տարրը, որն է նրա պարզ նյութը և ամենակարևոր միացությունները:

Ֆոսֆոր. տարրի ընդհանուր բնութագրերը

Պարբերական աղյուսակում դիրքը կարելի է նկարագրել մի քանի կետերով.

Հինգերորդ խումբ, հիմնական ենթախումբ.
Երրորդ փոքր շրջան.
Սերիական համարը՝ 15։
Ատոմային զանգվածը՝ 30,974։
Ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 է։
Օքսիդացման հնարավոր վիճակներն են -3-ից +5:
Քիմիական նշան - P, արտասանություն «pe» բանաձեւերով: Տարրի անվանումը ֆոսֆոր է։ Լատինական անվանումը՝ Ֆոսֆոր։

Այս ատոմի հայտնաբերման պատմությունը հասնում է հեռավոր 12-րդ դարին։ Նույնիսկ ալքիմիկոսների գրառումներում տեղեկություններ կային, որոնք խոսում էին անհայտ «լուսավոր» նյութի արտադրության մասին։ Այնուամենայնիվ, ֆոսֆորի սինթեզի և հայտնաբերման պաշտոնական ամսաթիվը 1669 թվականն էր: Սնանկացած վաճառական Բրենդը, փնտրելով փիլիսոփայական քարը, պատահաբար սինթեզեց մի նյութ, որն ընդունակ էր փայլ արձակել և այրվել վառ, կուրացնող բոցով։ Նա դա արեց՝ բազմիցս կալցինացնելով մարդու մեզը:

Դրանից հետո այս տարրը ստացվել է միմյանցից անկախ մոտավորապես նույն մեթոդներով.

I. Kunkel;
Ռ.Բոյլեմ;
Ա. Մարգգրաֆ;
K. Scheele;
Ա.Լավուազե.

Այսօր այս նյութի սինթեզման ամենահայտնի մեթոդներից մեկը համապատասխան ֆոսֆոր պարունակող միներալներից վերացումն է բարձր ջերմաստիճանում ածխածնի մոնօքսիդի և սիլիցիումի ազդեցության տակ։ Գործընթացն իրականացվում է հատուկ ջեռոցներում։ Ֆոսֆորը և նրա միացությունները շատ կարևոր նյութեր են ինչպես կենդանի էակների, այնպես էլ քիմիական արդյունաբերության բազմաթիվ սինթեզների համար: Հետևաբար, մենք պետք է հաշվի առնենք, թե որն է այս տարրը որպես պարզ նյութ և որտեղ է այն հայտնաբերվել բնության մեջ:

Պարզ նյութ ֆոսֆոր

Դժվար է նշել որևէ կոնկրետ միացություն, երբ խոսքը վերաբերում է ֆոսֆորին: Սա բացատրվում է այս տարրի բազմաթիվ ալոտրոպային փոփոխություններով։ Պարզ նյութի ֆոսֆորի չորս հիմնական տեսակ կա.

Սպիտակ. Սա միացություն է, որի բանաձևը P4 է: Այն սպիտակ ցնդող նյութ է՝ սխտորի սուր, տհաճ հոտով։ Սովորական ջերմաստիճանի դեպքում օդում ինքնաբուխ բռնկվում է: Այրվում է վառ գունատ կանաչ լույսով: Շատ թունավոր և կյանքին սպառնացող: Քիմիական ակտիվությունը չափազանց բարձր է, ուստի այն ձեռք է բերվում և պահվում մաքրված ջրի շերտի տակ։ Դա հնարավոր է բևեռային լուծիչներում վատ լուծելիության պատճառով: Ածխածնի դիսուլֆիդը և օրգանական նյութերը լավագույնս համապատասխանում են սպիտակ ֆոսֆորի համար: Երբ տաքացվում է, այն կարող է վերածվել հաջորդ ալոտրոպիկ ձևի՝ կարմիր ֆոսֆորի: Երբ գոլորշին խտանում և սառչում է, այն կարող է ձևավորել շերտեր: Շոշափելու դեպքում դրանք ճարպոտ են, փափուկ, հեշտ կտրվող դանակով, սպիտակ (թեթևակի դեղնավուն)։ Հալման ջերմաստիճանը 44 0 C. Քիմիական ակտիվության շնորհիվ օգտագործվում է սինթեզներում։ Բայց իր թունավորության պատճառով այն լայնորեն չի կիրառվում արդյունաբերական ոլորտում։
Դեղին. Այն սպիտակ ֆոսֆորի վատ մաքրված ձև է: Այն էլ ավելի թունավոր է, ինչպես նաև սխտորի տհաճ հոտ է գալիս։ Այն բոցավառվում և այրվում է վառ վառ կանաչ բոցով: Այս դեղին կամ շագանակագույն բյուրեղները ընդհանրապես չեն լուծվում ջրի մեջ, երբ ամբողջովին օքսիդանում են, դրանք արձակում են սպիտակ ծխի ամպեր՝ P4O10 բաղադրությամբ։
Կարմիր ֆոսֆորը և նրա միացությունները արդյունաբերության մեջ այս նյութի ամենատարածված և ամենահաճախ օգտագործվող ձևափոխումն են: Մածուցիկ կարմիր զանգվածը, որը բարձր ճնշման տակ կարող է վերածվել մանուշակագույն բյուրեղների, քիմիապես ոչ ակտիվ է: Սա պոլիմեր է, որը կարող է լուծվել միայն որոշակի մետաղների մեջ և ուրիշ ոչինչ: 250 0 C ջերմաստիճանում այն վեհանում է՝ վերածվելով սպիտակ մոդիֆիկացիայի։ Ոչ այնքան թունավոր, որքան նախորդ ձևերը: Այնուամենայնիվ, մարմնին երկարատև ազդեցության դեպքում այն թունավոր է: Այն օգտագործվում է լուցկու տուփերի վրա բոցավառվող ծածկույթ կիրառելու համար: Դա բացատրվում է նրանով, որ այն չի կարող ինքնաբուխ բռնկվել, սակայն նշանակման և շփման ժամանակ պայթում է (բռնկվում)։
Սեվ. Արտաքինով այն շատ է հիշեցնում գրաֆիտը և նաև յուղոտ է դիպչելիս։ Էլեկտրական հոսանքի կիսահաղորդիչ է։ Մուգ բյուրեղներ, փայլուն, որոնք ընդհանրապես ունակ չեն լուծվել ոչ մի լուծիչների մեջ։ Որպեսզի այն բռնկվի, անհրաժեշտ է շատ բարձր ջերմաստիճան և նախապես տաքացում։

Հետաքրքիր է նաև վերջերս հայտնաբերված ֆոսֆորի ձևը՝ մետաղական: Այն հաղորդիչ է և ունի խորանարդ բյուրեղյա վանդակ։

Քիմիական հատկություններ

Ֆոսֆորի քիմիական հատկությունները կախված են այն ձևից, որով այն գտնվում է: Ինչպես նշվեց վերևում, դեղին և սպիտակ փոփոխությունները ամենաակտիվն են: Ընդհանուր առմամբ, ֆոսֆորը կարող է փոխազդել.

մետաղներ, որոնք ձևավորում են ֆոսֆիդներ և հանդես են գալիս որպես օքսիդացնող նյութ.
ոչ մետաղներ, որոնք գործում են որպես վերականգնող նյութ և ձևավորում են տարբեր տեսակի ցնդող և ոչ ցնդող միացություններ.
ուժեղ օքսիդացնող նյութեր, որոնք վերածվում են ֆոսֆորաթթվի;
խտացված կաուստիկ ալկալիներով՝ ըստ անհամաչափության տեսակի.
շատ բարձր ջերմաստիճանի ջրով;
թթվածնով առաջացնել տարբեր օքսիդներ:

Ֆոսֆորի քիմիական հատկությունները նման են ազոտի հատկություններին։ չէ՞ որ այն պնիկտոգեն խմբի մի մասն է։ Այնուամենայնիվ, ակտիվությունը մի քանի կարգով բարձր է` պայմանավորված ալոտրոպ մոդիֆիկացիաների բազմազանությամբ:

Բնության մեջ լինելը

Որպես սննդանյութ՝ ֆոսֆորը շատ առատ է։ Նրա տոկոսը երկրակեղևում կազմում է 0,09%: Սա բավականին մեծ ցուցանիշ է։ Որտե՞ղ է այս ատոմը հայտնաբերվել բնության մեջ: Կան մի քանի հիմնական վայրեր.

բույսերի կանաչ հատվածը, նրանց սերմերը և պտուղները.
կենդանական հյուսվածքներ (մկաններ, ոսկորներ, ատամի էմալ, շատ կարևոր օրգանական միացություններ);
Երկրի ընդերքը;
հողը;
ապարներ և հանքանյութեր;
ծովի ջուր.

Այս դեպքում կարելի է խոսել միայն կապված ձևերի մասին, բայց ոչ պարզ նյութի մասին։ Ի վերջո, նա չափազանց ակտիվ է, և դա նրան թույլ չի տալիս ազատության մեջ լինել։ Ֆոսֆորով ամենահարուստ հանքանյութերից են.

Անգլերեն;
ֆտորոպապտիտ;
սվանբերգիտ;
ֆոսֆորիտ և այլն:

Այս տարրի կենսաբանական նշանակությունը չի կարելի գերագնահատել։ Ի վերջո, այն այնպիսի միացությունների մի մասն է, ինչպիսիք են.

սպիտակուցներ;
ֆոսֆոլիպիդներ;
ֆոսֆոպրոտեիններ;
ֆերմենտներ.

Այսինքն՝ բոլոր նրանք, որոնք կենսական նշանակություն ունեն, և որոնցից կառուցված է ամբողջ մարմինը։ Սովորական չափահաս մարդու օրական պահանջը մոտ 2 գրամ է։

Ֆոսֆոր և նրա միացություններ

Որպես շատ ակտիվ տարր՝ այս տարրը ձևավորում է բազմաթիվ տարբեր նյութեր։ Ի վերջո, այն ձևավորում է ֆոսֆիդներ և ինքն է գործում որպես վերականգնող նյութ: Դրա շնորհիվ դժվար է նշել մի տարր, որն իներտ կլինի դրա հետ արձագանքելիս։ Հետեւաբար, ֆոսֆորի միացությունների բանաձեւերը չափազանց բազմազան են: Կարելի է նշել մի քանի դասի նյութեր, որոնց ձևավորման մեջ նա ակտիվ մասնակից է։

Երկուական միացություններ - օքսիդներ, ֆոսֆիդներ, ցնդող ջրածնի միացություններ, սուլֆիդներ, նիտրիդներ և այլն: Օրինակ՝ P 2 O 5, PCL 3, P 2 S 3, PH 3 և այլն:
Բարդ նյութեր՝ բոլոր տեսակի աղեր (միջին, թթվային, հիմնային, կրկնակի, բարդ), թթուներ։ Օրինակ՝ H 3 PO 4, Na 3 PO 4, H 4 P 2 O 6, Ca(H 2 PO 4) 2, (NH 4) 2 HPO 4 և այլն։
Թթվածին պարունակող օրգանական միացություններ՝ սպիտակուցներ, ֆոսֆոլիպիդներ, ATP, ԴՆԹ, ՌՆԹ և այլն։

Նշանակված տեսակի նյութերի մեծ մասն ունեն կարևոր արդյունաբերական և կենսաբանական նշանակություն։ Ֆոսֆորի և նրա միացությունների օգտագործումը հնարավոր է ինչպես բժշկական նպատակներով, այնպես էլ միանգամայն սովորական կենցաղային իրերի արտադրության համար։

Միացումներ մետաղների հետ

Ֆոսֆորի երկուական միացությունները մետաղների և պակաս էլեկտրաբացասական ոչ մետաղների հետ կոչվում են ֆոսֆիդներ: Սրանք աղի նման նյութեր են, որոնք չափազանց անկայուն են, երբ ենթարկվում են տարբեր գործակալների: Նույնիսկ սովորական ջուրը արագ քայքայվում է (հիդրոլիզ):

Բացի այդ, ոչ խտացված թթուների ազդեցության տակ նյութը նույնպես քայքայվում է համապատասխան արգասիքների։ Օրինակ, եթե խոսենք կալցիումի ֆոսֆիդի հիդրոլիզի մասին, արտադրանքը կլինի մետաղի հիդրօքսիդ և ֆոսֆին.

Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca (OH) 2 + 2PH 3

Իսկ ֆոսֆիդը հանքային թթվի ազդեցության տակ քայքայման ենթարկելով՝ ստանում ենք համապատասխան աղ և ֆոսֆին.

Ca 3 P 2 + 6HCL = 3CaCL 2 + 2PH 3

Ընդհանուր առմամբ, քննարկվող միացությունների արժեքը հենց այն է, որ արդյունքում ձևավորվում է ֆոսֆորի ջրածնային միացություն, որի հատկությունները կքննարկվեն ստորև:

Ֆոսֆորի վրա հիմնված ցնդող նյութեր

Կան երկու հիմնական.

սպիտակ ֆոսֆոր;
ֆոսֆին

Մենք արդեն նշել ենք առաջինը վերևում և տվել ենք բնութագրերը: Նրանք ասացին, որ դա սպիտակ թանձր ծուխ է, խիստ թունավոր, տհաճ հոտ է գալիս և սովորական պայմաններում ինքնաբռնկվող:

Բայց ի՞նչ է ֆոսֆինը: Սա ամենատարածված և հայտնի ցնդող նյութն է, որը ներառում է խնդրո առարկա տարրը: Այն երկուական է, իսկ երկրորդ մասնակիցը ջրածինն է։ Ֆոսֆորի ջրածնային միացության բանաձևը PH 3 է, անունը՝ ֆոսֆին։

Այս նյութի հատկությունները կարելի է նկարագրել հետևյալ կերպ.

Ցնդող անգույն գազ.
Շատ թունավոր:
Ունի փտած ձկան հոտ։
Այն չի փոխազդում ջրի հետ և շատ վատ է լուծվում դրա մեջ։ Լավ լուծելի է օրգանական նյութերում:
Նորմալ պայմաններում այն շատ քիմիապես ակտիվ է։
Ինքնաբռնկվում է օդում:
Առաջանում է մետաղական ֆոսֆիդների տարրալուծման ժամանակ։

Մեկ այլ անուն ֆոսֆան է: Դրա հետ են կապված հին ժամանակների պատմությունները։ Ամբողջ բանն այն է, ինչ մարդիկ երբեմն տեսնում ու տեսնում են հիմա գերեզմանատներում ու ճահիճներում։ Գնդակաձեւ կամ մոմի նման լույսերը, որոնք այս ու այն կողմ հայտնվում են, շարժման տպավորություն են թողնում, վատ նշան էին համարվում եւ մեծապես վախենում էին սնահավատ մարդկանց կողմից։ Այս երևույթի պատճառը, ըստ որոշ գիտնականների ժամանակակից տեսակետների, կարելի է համարել ֆոսֆինի ինքնաբուխ այրումը, որը բնական ձևով ձևավորվում է օրգանական մնացորդների՝ ինչպես բուսական, այնպես էլ կենդանական տարրալուծման ժամանակ։ Գազը դուրս է գալիս և, շփվելով օդի թթվածնի հետ, բռնկվում։ Բոցի գույնը և չափը կարող են տարբեր լինել: Ամենից հաճախ դրանք կանաչավուն վառ լույսեր են:

Ակնհայտ է, որ բոլոր ցնդող ֆոսֆորի միացությունները թունավոր նյութեր են, որոնք հեշտությամբ կարելի է հայտնաբերել իրենց սուր, տհաճ հոտով: Այս նշանն օգնում է խուսափել թունավորումներից ու տհաճ հետեւանքներից։

Ոչ մետաղներով միացություններ

Եթե ֆոսֆորն իրեն պահում է որպես վերականգնող նյութ, ապա պետք է խոսել ոչ մետաղների հետ երկուական միացությունների մասին։ Ամենից հաճախ դրանք ավելի էլեկտրաբացասական են ստացվում։ Այսպիսով, մենք կարող ենք առանձնացնել այս տեսակի նյութերի մի քանի տեսակներ.

ֆոսֆորի և ծծմբի միացություն - ֆոսֆորի սուլֆիդ P 2 S 3;
ֆոսֆորի քլորիդ III, V;
օքսիդներ և անհիդրիդներ;
բրոմիդ և յոդիդ և այլն:

Ֆոսֆորի և նրա միացությունների քիմիական կազմը բազմազան է, ուստի դժվար է բացահայտել դրանցից ամենակարևորը։ Եթե կոնկրետ խոսենք այն նյութերի մասին, որոնք առաջանում են ֆոսֆորից և ոչ մետաղներից, ապա մեծ նշանակություն ունեն տարբեր բաղադրության օքսիդներն ու քլորիդները։ Օգտագործվում են քիմիական սինթեզներում՝ որպես ջրահեռացնող նյութեր, որպես կատալիզատորներ և այլն։

Այսպիսով, ամենահզոր չորացման միջոցներից մեկն ամենաբարձրն է՝ P 2 O 5: Այն այնքան ուժեղ է ձգում ջուրը, որ դրա հետ անմիջական շփման դեպքում տեղի է ունենում բուռն արձագանք՝ ուժեղ աղմուկով: Նյութն ինքնին սպիտակ ձյունանման զանգված է, նրա ագրեգացման վիճակն ավելի մոտ է ամորֆին։

Հայտնի է, որ միացությունների քանակով օրգանական քիմիան շատ է գերազանցում անօրգանական քիմիան։ Դա բացատրվում է իզոմերիզմի երևույթով և ածխածնի ատոմների՝ միմյանց հետ փակվող տարբեր կառուցվածքների ատոմներից շղթաներ կազմելու ունակությամբ։ Բնականաբար, կա որոշակի կարգ, այսինքն՝ դասակարգում, որին ենթակա է ողջ օրգանական քիմիան։ Միացությունների դասերը տարբեր են, սակայն մեզ հետաքրքրում է մեկ կոնկրետ մեկը՝ անմիջականորեն կապված տվյալ տարրի հետ։ Դա ֆոսֆորի հետ է: Դրանք ներառում են.

կոենզիմներ - NADP, ATP, FMN, պիրիդոքսալ ֆոսֆատ և այլն;
սպիտակուցներ;
նուկլեինաթթուներ, քանի որ ֆոսֆորաթթվի մնացորդը նուկլեոտիդի մի մասն է.
ֆոսֆոլիպիդներ և ֆոսֆոպրոտեիններ;
ֆերմենտներ և կատալիզատորներ:

Իոնի տեսակը, որում ֆոսֆորը մասնակցում է այս միացությունների մոլեկուլի առաջացմանը, PO 4 3- է, այսինքն՝ այն ֆոսֆորաթթվի թթվային մնացորդն է։ Որոշ սպիտակուցներ այն պարունակում են ազատ ատոմի կամ պարզ իոնի տեսքով։

Յուրաքանչյուր կենդանի օրգանիզմի բնականոն գործունեության համար այս տարրը և նրա առաջացրած օրգանական միացությունները չափազանց կարևոր և անհրաժեշտ են։ Ի վերջո, առանց սպիտակուցի մոլեկուլների անհնար է կառուցել մարմնի մեկ կառուցվածքային մաս: Իսկ ԴՆԹ-ն ու ՌՆԹ-ն ժառանգական տեղեկատվության հիմնական կրողներն ու փոխանցողներն են։ Ընդհանուր առմամբ, բոլոր կապերը պետք է ներկա լինեն:

Ֆոսֆորի կիրառումը արդյունաբերության մեջ

Արդյունաբերության մեջ ֆոսֆորի և նրա միացությունների օգտագործումը կարելի է բնութագրել մի քանի կետերով.

Օգտագործվում է լուցկիների, պայթուցիկ միացությունների, հրկիզվող ռումբերի, վառելիքի որոշ տեսակների և քսանյութերի արտադրության մեջ։
Որպես գազի կլանիչ, ինչպես նաև շիկացած լամպերի արտադրության մեջ:
Մետաղները կոռոզիայից պաշտպանելու համար:
Գյուղատնտեսությունում՝ որպես հողի պարարտանյութ։
Որպես ջրի փափկեցնող միջոց։
Քիմիական սինթեզներում տարբեր նյութերի արտադրության մեջ.

Նրա դերը կենդանի օրգանիզմներում կրճատվում է մինչև ատամի էմալի և ոսկորների ձևավորման գործընթացներին մասնակցելը: Մասնակցություն անաբոլիկ և կատաբոլիկ ռեակցիաներին, ինչպես նաև բջջի և կենսաբանական հեղուկների ներքին միջավայրի բուֆերացման պահպանում։ Այն հիմք է հանդիսանում ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի և ֆոսֆոլիպիդների սինթեզի համար։

Ֆոսֆորը (հունարենից phosphoros - լուսարձակ; լատ. Phosphorus) պարբերական համակարգի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի տարր է, երկրակեղևի ամենատարածված տարրերից մեկը, դրա պարունակությունը կազմում է զանգվածի 0,08-0,09%-ը։ Ծովի ջրում կոնցենտրացիան 0,07 մգ/լ է։ Ազատ վիճակում չի հանդիպում բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով։ Այն կազմում է մոտ 190 միներալ, որոնցից գլխավորներն են ապատիտ Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), ֆոսֆորիտ Ca 3 (PO 4) 2 և այլն։ Ֆոսֆորը հանդիպում է կանաչ բույսերի բոլոր մասերում, ավելի շատ՝ մրգերում և սերմերում (տես ֆոսֆոլիպիդներ)։ Պարունակվում է կենդանիների հյուսվածքներում՝ այն սպիտակուցների և այլ էական օրգանական միացությունների (ATP, ԴՆԹ) մի մասն է և հանդիսանում է կյանքի տարր։

Պատմություն

Ֆոսֆորը հայտնաբերել է համբուրգյան ալքիմիկոս Հենիգ Բրենդը 1669 թվականին։ Ինչպես մյուս ալքիմիկոսները, Բրենդը փորձել է գտնել փիլիսոփայական քարը, սակայն ստացել է լուսավոր նյութ։ Բրենդը կենտրոնանում էր մարդկային մեզի հետ փորձերի վրա, քանի որ կարծում էր, որ ոսկեգույն լինելով՝ այն կարող է պարունակել ոսկի կամ օգտակար բան հանքարդյունաբերության համար: Սկզբում նրա մեթոդն այն էր, որ սկզբում միզը մի քանի օր նստի, մինչև տհաճ հոտը վերանա, իսկ հետո եռացնել մինչև կպչուն դառնալը։ Տաքացնելով այս մածուկը բարձր ջերմաստիճանի և առաջացնելով փուչիկների առաջացում՝ նա հույս ուներ, որ երբ դրանք խտանան, դրանք ոսկի կպարունակեն։ Մի քանի ժամ ինտենսիվ եռումից հետո ստացվեցին սպիտակ մոմ հիշեցնող նյութի հատիկներ, որոնք շատ վառ այրվում էին և նույնպես փայլում էին մթության մեջ։ Բրենդն այս նյութն անվանել է ֆոսֆոր mirabilis (լատիներեն նշանակում է «լույսի հրաշագործ կրող»): Բրենդի կողմից ֆոսֆորի հայտնաբերումը նոր տարրի առաջին բացահայտումն էր հնությունից ի վեր:
Որոշ ժամանակ անց ֆոսֆորը ստացավ մեկ այլ գերմանացի քիմիկոս Յոհան Կունկելը։
Անկախ Բրենդից և Կունկելից, ֆոսֆորը ստացել է Ռ. Բոյլը, որը նկարագրել է այն «Մարդու մեզից ֆոսֆորի պատրաստման մեթոդ» հոդվածում, որը թվագրված է 1680 թվականի հոկտեմբերի 14-ին և հրապարակվել է 1693 թվականին։
Ֆոսֆորի արտադրության բարելավված մեթոդը հրապարակվել է 1743 թվականին Անդրեաս Մարգգրաֆի կողմից։
Կան ապացույցներ, որ արաբ ալքիմիկոսները կարողացել են ֆոսֆոր ստանալ 12-րդ դարում։
Լավուազյեն ապացուցեց, որ ֆոսֆորը պարզ նյութ է։

անվան ծագումը

1669 թվականին Հենինգ Բրենդը, տաքացնելով սպիտակ ավազի և գոլորշիացված մեզի խառնուրդը, ստացավ մի նյութ, որը փայլում էր մթության մեջ, որն առաջին անգամ կոչվում էր «սառը կրակ»։ «Ֆոսֆոր» երկրորդական անվանումն առաջացել է հունարեն «φῶς» - լույս և «φέρω» - կրող բառերից: Հին հունական դիցաբանության մեջ Ֆոսֆոր (կամ Էոսֆոր՝ հին հուն. Φωσφόρος) անունը կրել է Առավոտյան աստղի պահապանը։

Անդորրագիր

Ֆոսֆորը ստացվում է ապատիտներից կամ ֆոսֆորիտներից՝ կոքսի և սիլիցիումի հետ փոխազդեցության արդյունքում 1600 ° C ջերմաստիճանում.
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3:

Ստացված սպիտակ ֆոսֆորի գոլորշիները խտացվում են ջրի տակ գտնվող ընդունիչում: Ֆոսֆորիտների փոխարեն կարող են կրճատվել այլ միացություններ, օրինակ՝ մետաֆոսֆորական թթու.
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO:

Ֆիզիկական հատկություններ

Տարրական ֆոսֆորը նորմալ պայմաններում ներկայացնում է մի քանի կայուն ալոտրոպային փոփոխություններ. Ֆոսֆորի ալոտրոպիայի հարցը բարդ է և ամբողջությամբ լուծված չէ։ Սովորաբար պարզ նյութի չորս փոփոխություն կա. սպիտակ, կարմիր, սև և մետաղական ֆոսֆոր. Երբեմն դրանք նաև կոչվում են հիմնական ալոտրոպային փոփոխություններ, ինչը ենթադրում է, որ մնացած բոլորը այս չորսի բազմազանությունն են: Նորմալ պայմաններում ֆոսֆորի միայն երեք ալոտրոպ մոդիֆիկացիա կա, իսկ գերբարձր ճնշման պայմաններում կա նաև մետաղական ձև։ Բոլոր փոփոխությունները տարբերվում են գույնով, խտությամբ և այլ ֆիզիկական բնութագրերով. Սպիտակից մետաղական ֆոսֆորի անցման ժամանակ նկատելի է քիմիական ակտիվության կտրուկ նվազման և մետաղական հատկությունների բարձրացման միտում:

Քիմիական հատկություններ

Ֆոսֆորի քիմիական ակտիվությունը շատ ավելի բարձր է, քան ազոտինը։ Ֆոսֆորի քիմիական հատկությունները մեծապես պայմանավորված են նրա ալոտրոպ մոդիֆիկացիայով։ Սպիտակ ֆոսֆորը շատ ակտիվ է կարմիր և սև ֆոսֆորի անցման գործընթացում, քիմիական ակտիվությունը կտրուկ նվազում է: Սպիտակ ֆոսֆորը փայլում է օդում մթության մեջ, փայլը պայմանավորված է ֆոսֆորի գոլորշիների օքսիդացումով դեպի ցածր օքսիդներ:
Հեղուկ և լուծարված վիճակում, ինչպես նաև մինչև 800 ° C գոլորշիներում ֆոսֆորը բաղկացած է P 4 մոլեկուլներից: 800 °C-ից բարձր տաքացնելիս մոլեկուլները տարանջատվում են՝ P 4 = 2 P 2: 2000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլները տրոհվում են ատոմների։