Hidrogén foszforvegyület
A periódusos rendszer foszfor, nitrogén és hasonlók, tárolt VA csoport, de abban az időszakban III. Elektronikus konfiguráció ls 2 2s 2 2p 6 3s 3p 2 vagy 3. Az jelenléte vagy három vegyértékű réteg párosítatlan elektront képződését eredményezi három kötéssel. Azonban, ellentétben a időszakban II elemek, foszfor van egy vegyértéke a réteg-Víz szállítás 3d-pályák. Ezért, amikor a gerjesztett állapotban a foszforatom könnyen megvalósítható öt párosítatlan elektront ls 2 2s 2p 2 6 1 3s 3P 3d 1. 3, amely lehetővé teszi, hogy kialakítsuk a öt kötést. Így, foszfor-vegyületek kifejtik vegyértéke 3, és 5. Az oxidáció mértéke a foszforatom a vegyületek változhat -3 és +5:
A természetben a foszfor csak akkor következik be tartalmazó készítményekben foszfát aniont PO4 3-. Ez azért van, mert a foszfor oxigénnel képez erősebb kötések, mint más elemekkel. A szervezetben, a foszfor található csak a foszfátok formájában, szervetlen és szerves. Mindegyikben van egy tetraéderes szerkezet, amelyben a foszforatom központjában egy tetraéder, és az oxigén atomok - a csúcsok.
Előnézet a kémiai tulajdonságainak egyszerű anyagok és vegyületek foszfor.
Az elméleti alapok
A fog a nitrogén és a foszfor, valamint az átmenetet a oxigént kén, p-πr -kötéseken szilárdsága csökken nagyobb mértékben, mint a # 963; -kötéseken, így szilárd állapotban energia minimális normál körülmények között megfelel a kialakulását három # 963; -kötéseken, és nem több két atom közötti kötést, mint abban az esetben a nitrogén. három # 963; -bond lehetséges egy végtelen síkot, és egy ilyen konfiguráció valósul fekete foszfor. De, amellett, mint abban az esetben a kén, a formáció a zárt kis molekulák. 1200 ° C alatt van legstabilabb P4 molekula. amelyben a foszfor atomok vannak elrendezve egy tetraéder csúcsainak, és minden egyes atom képezi három # 963; -bond (1. ábra). Amikor hűtő-SRI foszfor gőzök alatti 287 ° C kondenzálódik egy színtelen vagy halványsárga folyadék, amely 44 ° C-on keményedik, amely egy lágy massza, mint egy viasz, - fehér foszfor. Ezt a szilárd anyagot épített a P4 molekulák. Amint az ábrából látható. 1, a szögek közötti kötéseket a molekulában 60 °, ami lényegesen kisebb, mint a normális közötti szög p-pályák 90 °. Ezért P4 molekula feleslegesen feszült, és ennek következtében nagyon reaktív. Fehér foszfor már világít a levegőben 50 ° C-on, így víz alatt tároljuk a sötétben.
A fény, illetve hó levegő nélkül fehér foszfor válik stabil módosulatú polimer, amelynek laminált struktúra kevesebb feszült kötéseket. Polimer módosítási feltételek szerint kissé különböznek színező és eltérő tulajdonságokkal. Piros foszfor sokkal kevésbé aktív, mint a fehér, oldhatatlan CS2. megolvad nyomás alatt
580 ° C, és bekapcsolja az csak akkor, ha melegítjük,
250 ° C-on Ezzel szemben a fehér, vörös foszfor nem mérgező.
A legstabilabb módosítása standard körülmények között fekete foszfor, amely lehet előállítani hosszan tartó melegítés hőmérsékleten fehér 200 ° C nyomás 12 * 10 5 kPa.
Ábra. 1. A szerkezet a tetraéderes P4 molekula
Él tetraéder - egyenlő oldalú háromszög, úgy, hogy a bezárt szög a kötvények 60 °
Amikor fűtött, összes módosításra foszfor gőz képződik, amely a P4 molekulák. amely fehér foszfor kondenzációs. Chetyrehatomnye molekula ellenáll a 1200 ° C-on, és a további hevítés disszociál kétatomos:
Hangsúlyozni kell, hogy a molekula P2. N2. rendkívül stabil - a dezintegrációs atomokra kezdődik fölött 3000 ° C-on
Normális körülmények között, a foszfor, a fehér és piros, heves reakcióba lép, halogénekkel.
Fehér foszfor oxidáljuk szobahőmérsékleten atmoszférikus oxigénnel, ahol az exoterm folyamatot kíséri kemilumineszcenciával - energia felszabadulása csak a fény formájában. Ezért fehér foszfor, levegővel érintkezve izzik a sötétben, és ez volt az alapja az elem neve - „fényes”. Oxidáció történik a lánc mechanizmus és a sebessége maximális egy bizonyos optimális az oxigén parciális nyomása. A tiszta oxigén oxidációs lassú, és a foszfor nem fluoreszkál.
Amikor melegítjük, a foszfor reagál sok fémet, meghatalmazotti oxidálószer és alkotó foszfidok:
A nem fémek reagál, mint redukálószerrel:
A nagy részét a fénypor kapott az iparban-Perera batyvaetsya a foszforsav és foszfát műtrágyák. Sok ez gyártásához használt a mérkőzések, valamint a kohászat.
Mivel a foszfor-jelentése nem hidrogénatom, és a hidrogénnel reakcióba foszfor-vegyületek - foszfin PH3 kaphatunk közvetetten, például a sav hatásának a kalcium-foszfid vagy magnézium-:
vagy diszproporcionálódása fehér foszfor lúgos közegben melegítés:
használja annak oxidációs reakció Cu 2+ kation, hogy semlegesítse a fehér foszfor maradékok:
erre a célra felhasználásra kálium-permanganát-oldattal:
Tömény HNO3 és H2 SO4 melegítés átalakítani vörös foszfor ortofoszforsav:
Piros foszfor is reagál-klorát-só ütközési vagy dörzsölési:
Az elegyet ezen reagensek gyártásához felhasznált mérkőzések. GYUFAFEJ keverékét tartalmazza KClO3. K2 Cr2 O7. üveg és ragasztó. On matchbox bevont vörös foszfor keverve az antimon-szulfidot (III) és egy ragasztó. A csúszófejes megegyezik a gyufaskatulyák fények.
Hidrogén foszforvegyület
PH3 foszfin - színtelen gáz egy kellemetlen szag. Oldhatóság vízben foszfint és alapvető tulajdonságait, mint ammóniával meredeken csökken.
Foszfin bázikussági állandó KB = 4,0 × 10 -28:
Csak egy nagyságrenddel nagyobb, mint a savasságot konstans Ka = 1,6 × 10 -29:
A foszfin donor sokkal gyengébb, mint ammóniával, és képződött sók őket, például, egy foszfónium-jodid:
rendkívül instabil. A víz jelenléte azonnal megszűnik foszfóniumsók:
(H3 O + oxónium kation sokkal stabilabb, mint a foszfónium-kation).
Ugyanakkor, egy foszfin sav: aktív fémek egyikének helyén hidrogénatom abban, képző fosfinidy MeRN2. Savasság foszfin sokszor nagyobb, mint a savasság ammónia, amely szemlélteti a reakció két hidridek:
Foszfin robbanó keverékeket képez a levegő és az égési sérülés lángra a fejlődő metafoszforsav:
PH3 fények gyakran spontán módon, jelezve a szennyeződések jelenléte difoszfin P2 H4.
Folyékony foszfor-hidrid H4 P2 egy folyadék forráspontja = 60 ° C, spontán égés levegőben. A fény, van egy spontán szétesése P2 H4:
H4 P2 nincs alapvető tulajdonságai miatt gyenge foszfor donor képességeit.
Szilárd-hidrid H2 P4 foszfor (vagy P12 H6) - sárga, szilárd anyag, kigyullad a levegőben a fenti 160 ° C-on
A szintézist foszfor-hidridek jellemzően a fenti vegyületek elegyét, ezek gőzöket frakcionáljuk átengedéssel hűtési keveréket.
foszfor-oxid (V). foszfor-pentoxid, foszfor-pentoxid, P2 O5 a legstabilabb oxid foszfor. P2 O5 - csak sztöchiometri-kus képlettől és szerkezetét, # 945; módosulatban által leírt P4 O10 - négy minden molekulában foszforatomot sarkainál egy tetraéder (2A ábra.).
P4 O10 normál körülmények között - szilárd fehér anyag. A 360 ° C-on szublimál P4 O10. olvadáspont (nyomás) = 563 ° C-on Foszforsav-anhidrid még párban nincs jelen a monomer formában és P4 O10.
P4 O10 úgy állítjuk elő, feleslegben lévő foszfor-oxigén:
foszfor-oxid (V) kölcsönhatásba lép aktívan a vízzel, így kialakított függően a feltételek különböző foszforsavak. Pentoxid reakcióba lép a-oxidok és -hidroxidok, így sók, különböző összetételű. Mivel a nagy az affinitása a vízhez P4 O10 széles körben használják, mint egy rendkívül aktív dehidratálószerrel és dehidratálószer.
foszfor-oxid (III). foszfor-anhidrid, foszfor-trioxidot P2 O3 - fehér, kristályos szilárd anyag formájában, op = 23,8 ° C, forráspontja = 175,4 ° C, könnyen oldódnak szerves oldószerekben. Structure foszfor-oxid (III) a gőz állapotban, és egy kristályos módosulatot dimer O6 és P4 jelentése PO3 négy háromszög alakú piramis. kapcsolódik össze egy közös tetraéder csúcsainak P4 (2B.).
Foszfor P4 O6. Amint az látható a szerkezet, a koordináció telítetlen, így ez az állapota stabil. Így, reakciója O6 P4 forró vízzel vezet diszproporcionálási:
A hideg víz lassan képződése foszforossav:
HC1 gázt bomlik P4 O6: