Фосфор

Фосфор (P) — химический элемент V группы и 3 периода периодической системы Менделеева под номером 15. Фосфор является неметаллом.

Атом имеет заряд +15, вокруг него на трех орбиталях расположено 15 электронов с отрицательных зарядом.Электронная конфигурация атома 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

Природные соединения

3Ca₃(PO₄₎₂*CaCO₃*Ca(OH,F)₂ — фосфорит

Ca₁₀(PO4₎₆(F,Cl,OH)₂ — апатит

Физические свойства

Аллотропные модификации фосфора

• Белый фосфор P4: 

молекулярная КР

бесцветное ядовитое вещество, самовоспламеняется на воздухе

не растворимо в H2O, но растворяется в CS2

• Красный фосфор Pn:

атомная КР

неядовитое вещество

при сильном нагревании может переходить в черный фосфор

• Черный фосфор Pn:

атомная КР

термически устойчив

имеет слоистое строение

полупроводник

Химические свойства

• С металлами

Окислительные свойства: Фосфор реагирует при нагревании с активными металлами и металлами средней активности образуя, фосфиды.

         3Ca + 2P → Ca₃P₂

• С неметаллами

2P + 3O₂ (нед.) → 2P₂O₃      4P + 5O₂(изб) → 2P₂O₅

2P + 3S → P₂S₃ (t°C)  2P + 5S (изб) → P₂S₅ (t°C)

2P + 3Cl₂ → 2PCl₃ (t°C)  2P + 5Cl₂ (изб) → 2PCl₅ (t°C)

2P + 3Br₂ → 2PBr₃ (t°C)  2P + 5Br₂ (изб) → 2PBr₅ (t°C)

!Фосфор не реагирует с водородом! 

• Щёлочи

4P + 3KOH + 3H₂O → PH₃ + 3KH₂PO₂

•  Конц. кислоты-окислители

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

•   Хлораты

6P + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl

   Соединения фосфора

ОКСИДЫ ФОСФОРА

• ОКСИД ФОСФОРА(III)

P₂O₃ — белое кристаллическое вещество, легко испаряется, имеет неприятный запах. Это кислотный оксид. При растворении в воде образует фосфористую кислоту:

P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₃

Оксид фосфора(III) получают медленным окисления фосфора при недостатке кислорода:

4P + 3O₂ → 2P₂O₃ (t°C)

• ОКСИД ФОСФОРА(V)

P₂O₅ — белое кристаллическое вещество. Кислотный оксид, очень гигроскопичный. При растворении в воде образует фосфорную кислоту:

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

Оксид фосфора(V) получают окислением фосфора в избытке кислорода:

4P + 5O₂ (изб) → 2P₂O₅ (t°C)

ФОСФОРНАЯ КИСЛОТА

Физические свойства

H₃PO₄ — бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Кислота средней силы:

Получение

• Фосфорную кислоту получают из фосфорита:

Са₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ = 3CaSO₄ + 2H₃PO₄

• Можно получить гидролизом пентахлорида фосфора:

PCl₅ + 4 H₂O → H₃PO₄ + 5 HCl

• Или взаимодействием с водой оксида Р2O5, полученного сжиганием фосфора:

Р₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

Химические свойства

• Ортофосфорную кислоту можно отличить от других фосфорных кислот по реакции с нитратом серебра — образуется желтый осадок (фосфат серебра):

Н₃РО₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄ + HNO₃

• При упаривании ортофосфорной кислоты образуется дифосфорная (пирофосфорная) кислота:

2Н₃РО₄ = Н₄Р2О₇ + Н₂О

• Дигидрофосфат натрия:

 Н₃РО₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H2O

• Гидрофосфат натрия:

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O

• Фосфат натрия:

H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O

ФОСФИН PH3

Физические свойства

PH3 — при н.у. является газом, имеет неприятный запах, бесцветный, мало растворим в воде, химически нестойкий и ядовитый.

Химические свойства

• В отсутствие кислорода разлагается на элементы, на воздухе самопроизвольно воспламеняется (в присутствии паров дифосфина или при температуре свыше 100°C):

PH₃ + 2O₂ = H₃PO₄

PH₃ + HBr = PH₄Br

PH₄I + H₂O = PH₃↑ + H₃O+ + I-

PH₄I → PH₃↑ + HI↑

Получение:

• При взаимодействии белого фосфора с горячей щёлочью, например:

8P + 3Ca(OH)₂ + 6H₂O = 2PH₃↑ + 3Ca(H₂PO₂)₂

• Воздействием воды или кислот на фосфиды:

Ca₃P₂ + 6H₂O = 3Ca(OH)₂ + 2PH₃↑

Mg₃P₂ + 6HCl = 3MgCl₂ + 2PH₃