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