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:

3РО4 = 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