Реферат: Фосфор и его соединения

Фосфор иего соединения

Реферат

Содержание

Введение

Глава I. Фосфор как элемент и как простое вещество

1.1. Фосфор в природе

1.2. Физические свойства

1.3. Химические свойства

1.4. Получение

1.5. Применение

Глава II. Соединения фосфора

2.1. Оксиды

2.2. Кислоты и их соли

2.3. Фосфин

Глава III. Фосфорные удобрения

Заключение

Библиографический список

Введение

/>Фосфор (лат. Phosphorus) P – химический элемент V группы периодической системыМенделеева атомный номер 15, атомная масса 30,973762(4). Рассмотрим строениеатома фосфора. На наружном энергетическом уровне атома фосфора находятся пятьэлектронов. Графически это выглядит так:

1s22s22p63s23p33d0

/>

В 1699 г.гамбургский алхимик X.Бранд в поисках «философского камня», якобы способногопревратить неблагородные металлы в золото, при выпаривании мочи с углём ипеском выделил белое воскообразное вещество, способное светиться.

Название«фосфор» происходит от греч. «phos» – свет и «phoros» – несущий. В Россиитермин «фосфор» введён в 1746 г. М.В. Ломоносовым.

К основным соединениямфосфора относят оксиды, кислоты и их соли (фосфаты, дигидрофосфаты,гидрофосфаты, фосфиды, фосфиты).

Очень много веществ,содержащих фосфор, содержатся в удобрениях. Такие удобрения называютфосфорными.

Глава IФосфор как элемент и какпростое вещество

Фосфоротносится к числу распространенных элементов. Общее содержание в земной коресоставляет около 0,08%. Вследствие лёгкой окисляемости фосфор в природевстречается только в виде соединений. Главными минералами фосфора являются фосфоритыи апатиты, из последних наиболее распространён фторапатит 3Ca3(PO4)2 • CaF2. Фосфориты широкораспространены на Урале, в Поволжье, Сибири, Казахстане, Эстонии, Беларуси.Самые большие залежи апатитов находятся на Кольском полуострове.

Фосфор –необходимый элемент живых организмов. Он присутствует в костях, мышцах, вмозговой ткани и нервах. Из фосфора построены молекулы АТФ – аденозинтрифосфорнойкислоты (АТФ – собиратель и носитель энергии). В организме взрослого человекасодержится в среднем около 4,5 кг фосфора, в основном в соединении с кальцием.

Фосфорсодержится также в растениях.

Природныйфосфор состоит лишь из одного стабильного изотопа 31Р. В наши дниизвестно шесть радиоактивных изотопов фосфора.

Фосфор имеетнесколько аллотропных модификаций – белый, красный, чёрный, коричневый,фиолетовый фосфор и др. Первые три из названных наиболее изучены.

Белыйфосфор –бесцветное, с желтоватым оттенком кристаллическое вещество, светящееся втемноте. Его плотность 1,83 г/см3. Не растворяется в воде, хорошорастворяется в сероуглероде. Имеет характерный чесночный запах. Температураплавления 44°С, температура самовоспламенения 40°С. Чтобы защитить белый фосфорот окисления, его хранят под водой в темноте (на свету идёт превращение вкрасный фосфор). На холоде белый фосфор хрупок, при температурах выше 15°Сстановится мягким и режется ножом.

Молекулыбелого фосфора имеют кристаллическую решётку, в узлах которой находятсямолекулы Р4, имеющие форму тетраэдра.

Каждый атомфосфора связан тремя σ-связями с другими тремя атомами.

Белый фосфорядовит и даёт труднозаживающие ожоги.

Красныйфосфор –порошкообразное вещество тёмно-красного цвета без запаха, в воде исероуглероде не растворяется, не светится. Температура воспламенения 260°С,плотность 2,3 г/см3. Красный фосфор представляет собой смесьнескольких аллотропных модификаций, отличающихся цветом (от алого дофиолетового). Свойства красного фосфора зависят от условий его получения. Неядовит.

Чёрныйфосфор повнешнему виду похож на графит, жирный на ощупь, обладает полупроводниковымисвойствами. Плотность 2,7 г/см3.

Красный ичёрный фосфоры имеют атомную кристаллическую решётку.

Фосфор – неметалл. Всоединениях он обычно проявляет степень окисления +5, реже – +3 и –3 (только вфосфидах).

Реакции сбелым фосфором идут легче, чем с красным.

I. Взаимодействие с простымивеществами.

1. Взаимодействие сгалогенами:

2P + 3Cl2 = 2PCl3 (хлорид фосфора (III)),

PCl3 + Cl2 = PCl5 (хлорид фосфора (V)).

2. Взаимодействие снематаллами:

2P + 3S = P2S3(сульфид фосфора (III).

3. Взаимодействие сметаллами:

2P + 3Ca = Ca3P2 (фосфид кальция).

4. Взаимодействие скислородом:

4P + 5O2 = 2P2O5 (оксид фосфора (V), фосфорный ангидрид).

II. Взаимодействие со сложнымивеществами.

3P + 5HNO3+ 2H2O = 3H3PO4 + 5NO↑.

Фосфорполучают из измельченных фосфоритов и апатитов, последние смешиваются с углем ипеском и прокаливаются в печах при 1500°С:

2Ca3(PO4)2+ 10C + 6SiO2/> 6CaSiO3+ P4↑ + 10CO↑.

Фосфорвыделяется в виде паров, которые конденсируются в приёмнике под водой, при этомобразуется белый фосфор.

Принагревании до 250-300°С без доступа воздуха белый фосфор превращается вкрасный.

Чёрный фосфорполучается при длительном нагревании белого фосфора при очень большом давлении(200°С и 1200 МПа).

Красныйфосфор применяется при изготовлении спичек (см. рисунок). Он входит в составсмеси, наносимой на боковую поверхность спичечного коробка. Основным компонентомсостава головки спички является бертолетова соль KClO3. От трения головкиспички о намазку коробка частицы фосфора на воздухе воспламеняются. Врезультате реакции окисления фосфора выделяется тепло, приводящее к разложениюбертолетовой соли.

KClO3/> KCl + ./>