Foszfor - az

Foszfor (lat. Foszfor)

P, egy kémiai elem a csoport V a periódusos rendszer, a atomszáma 15, atomsúlya 30,97376, nemfémes. F. Természetes áll egy stabil izotóp 31P; hat mesterséges radioaktív izotópok elő: 28 P (T1 / 2 = 6,27 s), 29 P (T1 / 2 = 4,45 s); 30 P (T1 / 2 = 2,55 perc), 31 P (T1 / 2 = 14,22 d), 32 P (T1 / 2 = 25 nap), 33 P (T1 / 2 = 12,5 másodperc). A legfontosabb, hogy a 32 P, amelynek jelentős energia β-sugarak, és használják a kémiai és biokémiai vizsgálatok, mint nyomjelző.

Fizikai tulajdonságok. Elementary F. létezik számos allotropic módosítást, a fő amelyek - fehér, vörös és fekete. F. White - viaszos, víztiszta, jellegzetes szagú anyag képződik gőz kondenzációs F. F. White, a szennyeződések jelenléte - F. vörös nyomok arzén, vas, stb - festett sárga, így a fehér áruk F. úgynevezett sárga. Két formája fehér F. a- és β-forma. α-módosítás egy köbös kristály rendszer (a = 18,5 Á); sűrűsége 1,828 g / cm 3. olvadáspont 44,1 ° C, forráspontja 280,5 ° C, olvadási hője 2,5 kJ / mól P4 (0,6 kcal / mol P4), párolgási hője 58,6 kJ / mól P4 ( 14,0 kcal / mol P4), gőznyomása 25 ° C-on 5,7 n / m 2 (0,043 Hgmm. v.). A lineáris hőtágulási együttható hőmérséklet-tartományban 0 és 44 ° C-12,4.10 -4, hővezetési 0,56 W / (m .K) [1,1346.10 -3 cal / (cm .sec. ° C) ] 25 ° C-on Elektromos tulajdonságok „F. hasonló, fehér dielektrikumok: bandgap körülbelül 2,1 eV, ellenállása 11 ohm 1,54.10 .Lásd, diamágneses szuszceptibilitás a fajlagos mágneses - 0,86.10 -6. Brinell 6 MN / m 2 (0,6 kgf / mm 2). α-forma fehér F. nagyon jól oldódik szén-diszulfid, rosszabb - folyékony ammóniában, a benzol, a szén-tetraklorid, stb Amikor -. 76,9 ° C, a nyomás pedig 0,1 MN / m 2 (1 kgf / cm 2) α-formáját bemegy az alacsony hőmérsékletű β-formában (sűrűség 1,88 g / cm 3). A nyomás emelkedik 1200 MN / m 2 (12 ezer. Kgf / cm 2) átmenet bekövetkezik 64,5 ° C-on β-forma - kristályok kettőstörő, azok szerkezete még nem állapították meg egyértelműen. Fehér F. mérgező: a levegő hőmérséklete körülbelül 40 ° C-on meggyullad, ezért kell víz alatt tároljuk (oldhatósága vízben, 25 ° C-on 3,3.10 -4%). Fehér F. fűtés nélküli hozzáférést a levegő át 250-300 ° C-on néhány órán át, egy piros F. exoterm átmenetet gyorsított ultraibolya sugarak, valamint a szennyeződések (jód, nátrium, szelén). Normál kereskedelmi piros F. szinte teljesen amorf; Ez egy színt a sötétbarna a lila. Hosszan tartó melegítés visszafordíthatatlanul bejut egy kristályos formák (triklin, és köbös al.) A különböző tulajdonságokkal rendelkezhet: sűrűség 2,0 és 2,4 g / cm 3, olvadáspont 585-610 ° C nyomáson több tíz atmoszféra, a szublimációs hőmérséklete 416-423 ° C, az ellenállása 10 október 09-14 .Lásd ohm. Red FM A levegő nem öngyulladás; akár a hőmérséklet 240-250 ° C, de az önálló meggyullad egy súrlódás vagy ütés hatására; vízben oldhatatlan, valamint a benzol, a szén-diszulfid és mások. tribromid oldható F. A hőmérséklet szublimációs vörös F. gőzzé alakul át, amely lehűléskor alakult elsősorban fehér F.

Melegítés hatására a fehér F., hogy 200-220 ° C-on nyomás alatt (1,2-1,7) x 10 3 MN / m 2 [(12-17) .10 3 kgf / cm 2] képződik fekete F. Ezt az átalakítást a végrehajtja nyomás nélkül, de jelenlétében higany és egy kis mennyiségű fekete F. (mag) kristályok 370 ° C-on 8 napig. Fekete F. kristályok rombos szerkezetű (a = 3,31, b = 4,38 Á, c = 10,50 Á), rács épített rostos rétegek a jellegzetes piramis atomok F., sűrűsége 2,69 g / cm 3. op körülbelül 1000 ° C-on nyomás alatt 1,8.10 3 MN / m 2 (18.10 3 kgf / cm 2). A megjelenés hasonló fekete F. grafit; Semiconductor: bandgap 0,33 eV 25 ° C-on; Ez egy ellenállása 1,5 ohm .Lásd, hőmérsékleti együtthatója 0,0077, diamágneses szuszceptibilitás a fajlagos mágneses - 0,27.10 -6. Hevítve 560-580 ° C nyomás alatt a saját gőz vörösbe borul maloaktiven F. F. Fekete, alig gyúlékony gyújtásra, így nyugodtan lehet munkálni a levegőben.

F. Atomsugár 1,34 Å, az ionos sugara: P 5 + 0,35 A, P 3 + 0,44 A, P 3- 1,86 Å.

Kémiai tulajdonságok. A külső elektronsugarak konfigurációja atom F. 3s 3p 2, 3 a vegyületek legjellemzőbb oxidációs állapotban +5, +3, és - 3. mint a nitrogén, F. a elsősorban kovalens vegyületek. Ionos vegyületek, mint például foszfidok Na3 P, Ca3 P2. nagyon kevés. Ezzel ellentétben, a nitrogén szabad F. 3d -opbitalyami viszonylag kis energia, amely ahhoz vezet, hogy a lehetőséget, hogy a koordinációs számának és a kialakulása egy donor-akceptor kötés.

F. kémiailag aktív, a legnagyobb aktivitást egy fehér F.; vörös és fekete GF kémiai reakciók sokkal passzív. Fehér F. oxidáció történik egy olyan mechanizmus révén láncreakció (Lásd. Láncreakció). F. Az oxidáció általában kíséri kemilumineszcencíával. Amikor égett oxigén feleslegben, F. képződött pentoxid P4 O10 (vagy P2 O5), a hiány - elsősorban trioxid P4 O6 (vagy P2 O3). Spektroszkópiai létét, a P4 O. 7. pár. P4 O8, P2 O6. PO és mtsai. Foszfor-oxid (Lásd. A foszfor-oxidok). F. pentoxid elégetésével kapott elemi ipari méretekben F. felesleges száraz levegő. Utólagos hidratálási P4 O10 termel orto- (H3 PO4) és a poli (Hn + 2 Pn O3p + 1) foszforsav. Ezen túlmenően, F. foszforossavat formák (Lásd. Foszforossav) H 3PO 3. hipofoszforsav (Lásd. hipofoszforsav) H4 P2 O6, és hipofoszforsav (Lásd. hipofoszforsav) H3 PO2. és persavak: nadfosfornuyu H4 P2 O8 és mononadfosfornuyu H3 PO5 széles körben használják sója foszforsav (foszfátok), kisebb mértékben - a foszfitok és Hipofoszfitok.

F. közvetlenül csatlakozik az összes halogén a kiadás nagy mennyiségű hőt és a kialakulása trihalogenidek (PX3, ahol X -. Halogén) -halogeniddel (PX5) és oxi-halogenidek (például, POX3) (lásd a foszfor-halogenidek.). F. Amikor kondenzált kén 100 ° C alatt szilárd oldatokat képeznek alapján AF és a kén, és a 100 ° C felett az exoterm reakció kialakulásának kristályos szulfidok P4 S3. P4 S5. P4 S7. P4 S10. amelyek közül csak P4 S5 hevítve 200 ° C felett bomlik, P4 S3 és P4 S7. és a fennmaradó olvad bomlás nélkül. Ismert foszfor oxiszulfidjai: P2 O3 S2. P2 O3 S3. P4 O4 S3. P6 O10 S5 és P4 O4 S3. F., mint a kevesebb nitrogénre tud képezni vegyületet hidrogéngázzal. Foszfin foszfin PH3 és P2 H4 difoszfin csak úgy kaphatunk, közvetetten. A vegyületek között ismert F. nitrogén nitridek PN, P2 N3. P3 N5 - kemény, kémiailag ellenálló anyagból, érünk el a nitrogént gőz a AF keresztül elektromos ívet; polimer fosfonitrilgalogenidy - (PNX2) n (például, Polifosfonitrilhlorid) kapott pentahalogenidek reakciót ammóniával különböző körülmények között; amidoimidofosfaty - vegyületek jellegzetesen polimer, tartalmazó, valamint a P-O-P kötéseket P-NH-P kapcsolatot.

Megközelítés. termelés elemi F. végzett elektrotermikus csökkenti saját természetes foszfátok (apatit vagy foszforitot) át 1400-1600 ° C-on jelenlétében koksz, szilícium-dioxid (kvarchomok):

Pre-megőröljük, és dúsított foszfortartalmú ércet összekeverünk megadott arányok a szilícium-dioxid és a koksz elektromos kemencében, és van betöltve. Szilícium-dioxid szükséges a reakció hőmérsékletének csökkentése, valamint növeli a sebességét kötődve felszabadult a gyógyulási kalcium-oxid kalcium-szilikát, amely folyamatosan eltávolítunk olvadt salak. A salak is át szilikátok és oxidok alumínium, magnézium, vas és mások. Szennyeződések, és a ferrofoszfor (Fe2 P, FEP, Fe3 P), úgy állítjuk elő, egy részét a redukált vas F. Ferrofoszfor és feloldjuk benne kis mennyiségű mangán foszfidok és mtsai., mint fémeket eltávolítjuk az elektromos tároló a későbbi felhasználásra a termelés különleges acélok.

Gőzök kilép a kemence F. együtt gázhalmazállapotú melléktermékeket és az illékony szennyeződéseket (CO, SiF4. PH3. A vízgőz, a szerves pirolízis termékek és egyéb szennyeződések töltés.) A hőmérséklet 250-350 ° C-on Tisztítás után a portartalmú gázok tápláljuk foszfor kondenzációs rendszerek, amelyekben alatti hőmérsékleten 50 ° C alatt összegyűjtött víz folyékony fehér F.

A kinyerésére szolgáló eljárásokat az AF gáz-halmazállapotú redukálószerek plazmareaktor a termelés fokozására a hőmérséklet növelésével a 2500-3000 ° C-on, azaz. E. felett disszociációs hőmérséklete természetes foszfátok és redukáló gázok (például metán) alkalmazunk hordozógázként gáz alacsony hőmérsékletű plazma.

Alkalmazás. A nagy részét a termelt F. alakítjuk foszforsavat (Lásd. Foszforsav) alapján nyert a technikai foszfát műtrágyák és sók (foszfátok).

F. White használják a arattak, és a füst kagyló, bombák; Red FM - a mérkőzés termelés. F. használják a termelés színesfém ötvözetek, mint egy dezoxidáló szer. Bevezetés a 1% F. növeli a hőállósága az ilyen ötvözetek például fechral, ​​hromal. F. része valami bronz, mint növeli fluiditás és kopásállóság. fém-foszfid, valamint bizonyos nem-fémek (B, Si, As, stb), és elkészítéséhez használt adalékolt félvezető anyag (Lásd. félvezető anyagok). F. rész alkalmazott szulfidok és kloridok, amelyek prekurzorként szolgálnak előállítására foszfor-tartalmú lágyítók (Lásd. Lágyítók) (például, a trikrezil-foszfát, tributil-foszfát, stb), Pharmaceuticals, szerves foszfortartalmú peszticidek (Lásd. A szerves foszfor-peszticidek), és ezt használjuk adalékanyagok kenőanyagok és üzemanyagok.

Biztonságát. F. White és erősen toxikus vegyületeket. Munkavégzés a FA gondos tömítő berendezések; tárolására fehér F. lehet víz alatt vagy egy lezárt fém tartályban. szigorúan be kell tartaniuk a biztonsági szabályok, ha dolgozik az FA.

F. a szervezetben. F. - az egyik legfontosabb tápanyagokat (Lásd tápanyagokat.) Szükséges az élet minden élőlények. Jelen az élő sejtekben, mint az orto- és pirofoszforsav-karbonsavak és származékaik, valamint egy része a nukleotidok (Lásd. Nukleotid), nukleinsavak (Lásd. Nukleinsav) fosfoproteidov, foszfolipidek (Lásd. A foszfolipidek), foszfát-észterek a szénhidrátok, sok koenzimek és mtsai. szerves vegyületek. Sajátosságai miatt a kémiai szerkezet F. atomok, mint kénatomot kötéseket tud képezni az energia-gazdag energiában gazdag vegyületek (Lásd gazdag vegyületek.); adenozin-trifoszfát (ATP), kreatin-foszfát, és mások. (cm. oxidatív foszforiláció). A folyamat során a biológiai evolúció, ez lett az alap foszforvegyületek, univerzális gondnokok genetikai információ és hordozók energia minden élő rendszer. Et al. fontos szerepet játszanak F. vegyületek a szervezetben abban a tényben rejlik, hogy az enzimatikus kötődésének foszforil maradékot (

F. mérgezés és vegyületei figyelhető meg, amikor a termoelektromos szublimáció, a fehér F. gyártását és használatát foszforvegyületek. Erősen toxikus szerves vegyületek antikolinészteráz hatásuk. F. belép a test révén a légutakat, a gyomor-bél traktus, a bőr. Akut mérgezés alakulhat ki égő érzés a szájban és a gyomorban, fejfájás, gyengeség, hányinger, hányás. 2-3 nap elteltével a fájdalom a gyomortáji régióban, jobb felső kvadránsban, sárgaság. Krónikus mérgezés jellemzi gyulladás a nyálkahártya a felső légúti, tünetei toxikus hepatitis, megsértése a kalcium-anyagcsere (a csontritkulás és a törékenység, esetenként nekrózis a csont, leggyakrabban - az alsó állkapocs), a vereség a kardiovaszkuláris rendszer és az idegrendszer. Az elsősegély akut mérgezés lenyeléssel (leggyakoribb) - gyomormosás, hashajtó, tisztító beöntés, intravénás glükóz-, kalcium-klorid, stb esetén égések a bőr -. Kezeljük az érintett területeken oldatok réz-szulfát, vagy szóda. Szem mostuk 2% -os oldat szódabikarbóna. Megelőzés: műszaki biztonsági, személyi higiénia, szájápolás, 6 havonta - physicals dolgozni F.

Gyógyszerészeti készítmények, amelyek F. (adenozin-trifoszfát, fitin, kalcium-glicerofoszfát, fosfren et al.), Nagy mértékben befolyásolja a folyamatok a szöveti metabolizmus és használják a betegségek az izmok, idegrendszer, a tuberkulózis, áramkimaradás, vérszegénység és mások. A radioaktív izotópok F . használtunk a nyomjelző (lásd. a nyomjelző) tanulmányozására az anyagcsere, a betegség diagnózisa és radioterápiában tumorok (lásd. még a radioaktív készítmények).

Lit.: Rövid Chemical Encyclopedia, T 5, M. 1967 .; Cotton F. J. Wilkinson. Részletes Szervetlen Kémiai Acad. az angol. 2. rész, M. 1969 .; Van J. Weser. Foszfor és vegyületei, transz. az angol. t 1, M. 1962 .; Ahmetov N. S. Inorganic Chemistry, 2nd ed. M. 1975; Nekrasov BV Fundamentals of General Chemistry, 3rd ed. t 1-2, M. 1973 .; Mosse A. L. Pechkovskii V. Alkalmazás alacsony hőmérsékletű plazma technológia a szervetlen anyagok, Minsk, 1973; Horizons biokémia, Szo Art. per. az angol. M. 1964; Rapoport S. M. Orvosi Biokémiai sáv vele. M. 1966, Skulachev VP energiaakkumulációs a sejtben, M. 1969 Az élet eredete és az evolúciós biokémia, M. 1975.

Nagy Szovjet Enciklopédia. - M. szovjet Enciklopédia. 1969-1978.