periódusos
Foszfor (lat. Foszfor), R, a kémiai csoport V eleme 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, jelentős energia-sugárzás és b-alkalmazott kémiai és biokémiai vizsgálatok, mint nyomjelző.
Fizikai tulajdonságok. Elementary F. létezik számos allotropic módosítást, a fő amelyek = fehér, vörös és fekete. = F. Fehér viaszos, víztiszta, jellegzetes szagú anyag képződik gőz kondenzációs F. F. White, jelenlétében nyomokban szennyeződések = piros F. arzén, vas, stb = Festett sárga, így a fehér áruk F. úgynevezett sárga. Két formája fehér F. a- és b-alakú. egy-módosítás egy köbös kristály rendszer (a = 18,5); sűrűsége 1,828 g / cm 3. olvadáspont 44,1 ° C, forráspontja 280,5 C, fúziós 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-on 12,4 × 10 -4, a hővezető 0,56 W / (m × K) [1,1346 × 10 -3 cal / (sec cm × × ° C) ] 25 ° C-on Elektromos tulajdonságok „F. hasonló, fehér dielektrikumok: bandgap körülbelül 2,1 eV, ellenállása 1,54 × 11 okt ohm × cm, diamágneses szuszceptibilitás a fajlagos mágneses = 0,86 × 10 -6 6 Brinell keménység. MN / m 2 (0,6 kgf / mm 2). a-forma fehér F. oldható szén-diszulfid, = rosszabb folyékony ammóniában, benzol, szén-tetraklorid és mások. a = 76,9 ° C, a nyomás pedig 0,1 MN / m 2 (1 kgf / cm 2) a-alak alakul át alacsony hőmérsékletű b-formában (sűrűség 1,88 g / cm 3). Mivel a nyomás megnövekedett 1200 MN / m 2 (12 ezer. kgf / cm 2), az átmeneti Ez akkor fordul elő a 64,5 ° C-on b-formák a = kettős törő kristályok, azok szerkezete még nem állapították meg véglegesen F. Fehér toxikus :. a levegő hőmérséklete körülbelül 40 ° C-on meggyullad, ezért kell víz alatt tároljuk (oldhatósága vízben, 25 ° C-on 3,3 x 10 -4% ). fehér F. nélkül forraljuk hozzáférést a levegő a 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 néhány tíz atmoszféra, a szublimációs hőmérséklete 416-423 ° C, az ellenállása 10 9 október 14 ohm × cm. Red FM A levegő nem öngyulladás; akár a hőmérsékletet 240 = 250 ° C, de az önálló begyújtja 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.
Miközben 200 F. fehér = 220 ° C, nyomás alatt (1,2 = 1,7) × március 10 MN / m 2 [(12 = 17) × március 10 kgf / cm 2] képződik fekete F. Ezt az átalakítást a végrehajtja nyomás nélkül, de jelenlétében higany és kis mennyiségű fekete kristályok F. (gyomorszondán át) 370 ° C-on 8 napig. Fekete F. kristályok rombos szerkezetű (a = 3,31. B = 4,38. C = 10,50), rácsszerkezetű felépítve szálrétegek a jellegzetes piramis atomok F., sűrűsége 2,69 g / cm 3 . olvadáspont: körülbelül 1000 ° C-on nyomás alatt 1,8 × március 10 MN / m 2 (18 × 10 március kgf / cm 2). A megjelenés hasonló fekete F. grafit; Semiconductor: bandgap 0,33 eV 25 ° C-on; Ez egy ellenállása 1,5 ohm × cm, hőmérsékleti együttható 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. 1.34 atomrádiusz. ionátmérője: P 5+ 0,35. P 3 + 0,44. P 3- 1,86.
Kémiai tulajdonságok. A külső elektron konfiguráció F. atom 3s 3p 2, 3 a vegyületek legjellemzőbb oxidációs állapotban +5, +3, és nitrogén = 3. Hasonlóképpen, a F. 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. Oxidációs fehér F. történik olyan mechanizmus révén, a láncreakciót. F. Az oxidáció általában kíséri kemilumineszcencíával. Amikor égett oxigén feleslegben, F. képződött pentoxid P4 O10 (vagy P2 O5), a hiány = alapvetően trioxid P4 O6 (vagy P2 O3). Spektroszkópiai létét, a P4 O. 7. pár. P4 O8, P2 O6. PO és mtsai. 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. formák foszforossav H 3PO 3. hipofoszforsav, H4 P2 O6, és hipofoszforsav, H3 PO2. és persavak: nadfosfornuyu H4 P2 O8 és mononadfosfornuyu H3 PO5 széles körben használják sója foszforsav (foszfátok), kisebb mértékben = foszfitok és Hipofoszfitok.
F. közvetlenül csatlakozik az összes halogén a kiadás nagy mennyiségű hőt és a kialakulása trihalogenidek (PX3. Ahol X = halogénatom), -halogeniddel (PX5) és oxi-halogenidek (például, POX3) (lásd. Foszfor-halogenidek). F. Amikor kondenzált kén 100 ° C alatt szilárd oldatokat képeznek alapján AF és a kén, és a 100 ° C feletti 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) állítjuk elő, pentahalogenidek ammóniával különböző körülmények között; = Amidoimidofosfaty vegyületek jellegzetesen polimer, amely együtt a P = O kötéseket F = F = NH = P kötés.
F. képez számos szerves foszforvegyület.
Megközelítés. termelés elemi F. végzett elektrotermikus csökkenti saját természetes foszfátok (apatit vagy foszforitot) 1400 = 1600 ° C a koksz a szilícium-dioxid jelenléte (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.) 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 hőmérsékletet 2500 = 3000 ° C, t. 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 és gyártott alapján a technikai és a foszfor műtrágya sói (foszfátok).
F. White használják a arattak, és a füst kagyló, bombák; piros = FA 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) elkészítéséhez használt félvezető anyagok és a dopping. F. rész alkalmazott szulfidok és kloridok, amelyek prekurzorként szolgálnak előállítására foszfor-tartalmú lágyítók (például trikrezil-foszfát, tributil-foszfát, stb), Pharmaceuticals, szerves foszfor peszticidek. valamint a használt adalékanyagként 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. = egyik legfontosabb tápanyagokat. szükséges az élet minden élőlények. Jelenleg az élő sejtekben, mint az orto- és pirofoszforsav savak és származékaik, valamint egy része a nukleotid. nukleinsavak. fosfoproteidov, foszfolipidek. foszforsav-észterek a szénhidrátok, koenzimek és még sokan mások. szerves vegyületek. Sajátosságai miatt a kémiai szerkezet F. atomok, mint kénatomot kialakítására képes egy nagy energiájú gazdag vegyületek a csatlakozások; 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 a szervezetben ízületek FA, hogy a enzimatikus kötődésének foszforil maradékot () szolgál, mint a „pass” való részvételük az anyagcsere különböző szerves vegyületek (foszforiláció). Másrészt, hasítása a foszforil maradékot (defoszforilációja) kizárja ezeknek a vegyületeknek az aktív csere. Enzimek csere F. = kinázok. foszforilázt és foszfatáz. Jelentős szerepet a vegyület átalakítását, F. állatokban és emberekben játszik májban. Az Exchange foszforvegyületek hormonok szabályozzák és D-vitamin
F. mérgezés és vegyületei figyelhető meg, amikor a termoelektromos szublimáció, a fehér F. gyártását és használatát foszforvegyületek. Erősen mérgező szerves foszforvegyület. nyújtó anticholinesterase lépéseket. 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. Miután 2 d = 3 vannak fájdalmak gyomortáji régióban, jobb felső kvadránsban, sárgaság. Krónikus mérgezés jellemzi gyulladás a nyálkahártya a felső légúti, tünetei toxikus hepatitis, megsértése a kalcium-anyagcsere (csontritkulás. Töredezett, néha nekrózis a csont, általában 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, és mások. Abban az esetben, égési sérülések a bőr = kezelésére az érintett területek oldatok réz-szulfát, vagy szóda. Szem mostuk 2% -os oldat szódabikarbóna. Megelőzés: tartsa be a biztonsági szabályokat, 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 .-t használják nyomjelző tanulmányozásához 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 .; Akhmetov NS Inorganic Chemistry, 2nd ed. M. 1975; Nekrasov BV Fundamentals of General Chemistry, 3rd ed. . 1 t = 2, M. 1973; Mosse AL Pechkovskii V. Alkalmazás alacsony hőmérsékletű plazma technológia a szervetlen anyagok, Minsk, 1973; Horizons biokémia, Szo Art. per. az angol. M. 1964; SM Rapoport Orvosi Biokémiai sáv vele. M. 1966, Skulachev VP energiaakkumulációs a sejtben, M. 1969 Az élet eredete és az evolúciós biokémia, M. 1975.