Фосфор
P
Фосфор
Группа | 15 | Температура плавления | 44,15 ° С, 111,47 ° F, 317,3 К |
Период | 3 | Точка кипения | 280,5 ° С, 536,9 ° F, 553,7 К |
Блокировать | п | Плотность (г см -3 ) | 1,823 (белый) |
Атомный номер | 15 | Относительная атомная масса | 30 974 |
Состояние при 20 ° C | Твердый | Ключевые изотопы | 31 P |
Электронная конфигурация | [Ne] 3s 2 3p 3 | Количество CAS | 7723-14-0 |
Использование и свойства элемента Фосфор
Объяснение изображения
Изображение представляет собой шарообразную модель из белого фосфора. Он имеет четырехгранную форму и формулу P 4 .
Внешность
Две основные формы фосфора - это белый фосфор и красный фосфор. Белый фосфор - это ядовитое воскообразное твердое вещество, контакт с кожей может вызвать серьезные ожоги. Он светится в темноте и самовоспламеняется при контакте с воздухом. Красный фосфор - аморфное нетоксичное твердое вещество.
Использует
Белый фосфор используется в факелах и зажигательных устройствах. Красный фосфор находится в материале, наклеенном на бок спичечных коробок, который используется для зажигания предохранительных спичек.Безусловно, наибольшее количество соединений фосфора используется для производства удобрений. Фосфат аммония производится из фосфатных руд. Руды сначала превращаются в фосфорную кислоту, а затем превращаются в фосфат аммония.Фосфор также важен при производстве стали. Фосфаты входят в состав некоторых моющих средств, но в некоторых странах их использование постепенно прекращается. Это связано с тем, что они могут привести к высокому уровню фосфатов в природных источниках воды, что приведет к росту нежелательных водорослей. Фосфаты также используются при производстве специальных стекол и изысканной фарфоровой посуды.
Биологическая роль
Фосфор необходим всем живым существам. Он образует сахарно-фосфатный остов ДНК и РНК. Он важен для передачи энергии в клетках как часть АТФ (аденозинтрифосфата) и содержится во многих других биологически важных молекулах. Мы потребляем около 1 грамма фосфата в день и храним около 750 граммов в нашем организме, поскольку наши кости и зубы в основном состоят из фосфата кальция. Чрезмерное использование фосфатов из удобрений и моющих средств может привести к загрязнению рек и озер, вызывая быстрый рост водорослей. Водоросли блокируют свет, останавливая дальнейший фотосинтез. Кислород, растворенный в воде, скоро иссякает, и озеро умирает.
Природное изобилие
В природе фосфор не встречается в несоединенном виде, но он широко присутствует в составе минералов. Важным источником является фосфатная руда, содержащая минералы апатита и обнаруженная в больших количествах в США и других странах. Есть опасения, что «пик фосфора» произойдет примерно в 2050 году, после чего наши источники истощатся.Белый фосфор производят в промышленных масштабах путем нагревания фосфоритов в печи в присутствии углерода и кремнезема. При этом образуется фосфор в виде пара, который затем собирается под водой. Красный фосфор получают путем осторожного нагревания белого фосфора примерно до 250 ° C в отсутствие воздуха.
История химического элемента Фосфор
Фосфор был впервые получен Хеннигом Брандтом в Гамбурге в 1669 году, когда он испарил мочу и нагрел остаток, пока он не стал докрасна, после чего пар фосфора перегонялся, который он собирал, конденсируя его в воде. Брандт держал свое открытие в секрете, полагая, что он обнаружил философский камень, который может превращать неблагородные металлы в золото. Когда у него кончились деньги, он продал фосфор Дэниелу Крафт, который выставлял его по всей Европе, включая Лондон, где Роберт Бойл был очарован им. Он обнаружил, как это было произведено, и систематически исследовал это. (Его помощник Амброуз Годфри основал свой бизнес по продаже и продаже фосфора и разбогател.)
Когда стало понятно, что кость представляет собой фосфат кальция и может быть использована для производства фосфора, она стала более доступной. Спрос со стороны производителей спичек в 1800-х годах обеспечил готовый рынок.
Химические свойства
Атомный радиус, несвязанный (Å) | 1,80 | Ковалентный радиус (Å) | 1.09 |
Сродство к электрону (кДж моль -1 ) | 72,037 | Электроотрицательность (шкала Полинга) | 2,19 |
Энергия ионизационной (кДж моль -1 ) | 1- й 1011,8122- й 1907,4673- й2914.1184 чт 4963,5825 чт 6273,9696 чт 21267,3957 чт 25430,648 чт29871,9 |
Состояния окисления и изотопы Фосфор
Общие состояния окисления | 5 , 3, -3 | ||||
Изотопы | Изотоп | Атомная масса | Естественное изобилие (%) | Период полураспада | Режим распада |
31 P | 30 974 | 100 | - | - |
Данные о давлении и температуре
Удельная теплоемкость (Дж кг −1 K −1 ) | 769 | Модуль Юнга (ГПа) | Неизвестно | |||||||
Модуль сдвига (ГПа) | Неизвестно | Объемный модуль (ГПа) | 10,9 (красный); 4,9 (белый) | |||||||
Давление газа | ||||||||||
Температура (K) | 400600800100012001400160018002000 г.22002400 | |||||||||
400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 г. | 2200 | 2400 |
Давление (Па) | ----------- | |||||||||
- | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Связанные энтальпии
Ковалентная связь Энтальпия (кДж моль -1 ) Найти в P – P 201 Стр. 4 P≡P 488,3 П 2 H – P 322 PH 3 | ||
Ковалентная связь | Энтальпия (кДж моль -1 ) | Найти в |
P – P | 201 | Стр. 4 |
P≡P | 488,3 | П 2 |
H – P | 322 | PH 3 |