Фосфор

ФосфорФосфор встречается на Земле только в виде соединений (главным образом фторапатитов 3Ca3(PO4)2·CaF2 и фосфоритов Ca3(PO4)2), в которых он проявляет степень окисления +5. Нaзвание химического элемента в переводе с греческого означает «несущий свет», что характеризует способность одной из аллотропных модификаций — белого фосфора — светиться в темноте.

Фосфор образует несколько аллотропных модификаций, к важнейшим из них относятся: белый, красный и черный.

Белый фосфор представляет собой воскоподобное мягкое вещество молекулярного строения (состоит из тетраэдрических молекул Р4), хорошо растворимое в CS2 и других неполярных органических растворителях. Температура плавления 34,3 °С, температура кипения 370 °С.

Белый фосфор характеризуется высокой реакционной способностью, светится в темноте вследствие медленного окисления кислородом воздуха. Легко воспламеняется (от cлабого трения, просто при хранении на воздухе), поэтому может сохраняться только под слоем воды. Cильно ядовит, даже в малых дозах действует смертельно, горящий вызывает ожоги. При нагревании до 250 — 280°С в инертной атмосфере с выделением теплоты переходит в красный фосфор.

Красный фосфор — полимерное порошкообразное вещество сложного внутреннего строения, обычно аморфное. Наиболее устойчивая при обычных условиях модификация фосфора — черный фосфор, который образуется при нагревании белого фосфора при высоком давлении (12 000 атм).

Химические свойства фосфора

При обычных условиях белый фосфор на воздухе самовоспламеняется. При поджигании на воздухе сгорает любая аллотропная модификация фосфора. В избытке кислорода образуется оксид фосфора (V):

4P + 5O2 = 2P2O5

При взаимодействии с хлором фосфор образует хлориды фосфора (III) и (V). Состав продуктов зависит от количественного отношения реагирующих веществ:

2P(избыток) + 3Cl2 = 2PCl3

2P + 5Cl2(избыток) = 2PCl5

Образующиеся хлориды легко гидролизуются:

PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl

PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl

При взаимодействии с активными металлами фосфор образует фосфиды:

2P + 3Ca Ca3P2

Фосфиды полностью гидролизуются или взаимодействуют с кислотами с образованием водородного соединения фосфора — фосфина:

Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3?

Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3?

Фосфин — бесцветный газ с резким чесночным запахом, cильно ядовит. На воздухе фосфин самопроизвольно воспламеняется:

PH3 + 2O2 = H3PO4

Получение фосфора

В промышленности фосфор получают из природного фосфата кальция при cильном нагревании его с песком и углем:

2Ca3(PO4)2 + 6SiO2 + 10C 6CaSiO3 + 10CO? + P4?