Фосфор - свойства на химичните елементи
Фосфор (лат. Фосфор), P, химичния елемент от група V от периодичната таблица, за атомен номер 15, атомно тегло 30.97376, неметални. Natural Фосфор се състои от един стабилен изотоп 31 P; Ние получи номер на изкуствени радиоактивни изотопи, включително 28 R (T S = 6.27); 29 Р (? T = 4.45 S); 30 P (T = 2.55 минути); 32 P (T D = 14.22); 33 Р (? Т = 25 дни); 34 P (T = 12.5 секунди). Най-важното е, че 32 P, притежаващи значителни енергийни бета-лъчи и се използва в химическата и биохимични изследвания, като индикатор.
Физичните свойства на фосфор. Елементарен фосфор съществува в няколко модификации алотропна, главен сред тях - бяло, червено и черно.
При нагряване на бял фосфор до 200-220 ° С под налягане (1.2-1.7) х 10 3 MN / т2 [(12-17) х 10 3 кгс / см 2] Фосфорен образува черна. Това превръщане може да се извърши без налягане, но в присъствието на малко количество живак и фосфор черни кристали (засяване) при 370 ° С в продължение на 8 дни. Черно фосфор е орторомбична кристална структура (а = 3.31 Å, В = 4,38 ÅИ с = 10.50 Å), Изработена от метална решетка от влакнести слоеве с характерните пирамидална фосфорни атоми, плътност 2,69 гр / см точка 3 на топене от около 1000 ° С под налягане от 1,8 х 10 3 MN / т2 (18 х 10 3 кгс / см 2 ). На външен вид черен фосфор, подобен на графит; Semiconductor: Bandgap 0.33 ЕГ при 25 ° С; Той има съпротивление от 1.5 ом-сантиметра, температурен коефициент на 0,0077, диамагнитната чувствителността на конкретния магнитен -0.27 х 10 -6. Когато загрява до 560-580 ° С под налягане от своя пара се превръща в червен фосфор. Черно Фосфор maloaktiven, едва ли запалим при запалване, така че спокойно може да се обработва от въздуха.
Атомното радиуса на 1.34 Фосфор Å, Йонийски радиуси: P 5+ 0.35 ÅP 3+ 0.44 ÅР 1,86 3- Å,
Химичните свойства на фосфор. външен електронен конфигурация фосфорен атом 3s 3P 2 3; в съединенията най-типичните окисление 5, 3 и -3. Като азот, фосфор съединения, главно в Ковалентното на. Йонни съединения като фосфиди Na3 P, Са3 Р2. много малко. За разлика от азот, фосфор има 3D-орбитите свободни с относително ниска енергия, което води до възможността за увеличаване на броя на координация и образуването на донор-акцепторни връзки.
Фосфорът е химически активен, най-голямата активност има бял фосфор; червено и черно фосфор в химични реакции са много по пасивен. Окисляване на бял фосфор става чрез механизъм на верижна реакция. Окисляването на фосфор обикновено се придружава от хемилуминесценция. При изгарянето на фосфор в излишък кислородни форми оксиди (V) P4 Ø10 (или Р 2О 5), недостигът - главно оксид (III) О6 P4 (или Р2 О3). Спектроскопски доказано съществуването в Р4 О7 двойки. P4 O8. Р2 О6. PO и други фосфорни оксиди. Фосфорен оксид (V) е получен в мащаб изгаряне на елементарен фосфор промишлено в излишък от сух въздух. След хидратация P4 Ø10 произвежда орто (Н 3РО 4) и поли (Нп + 2 Pn O3n + 1) фосфорна киселина. В допълнение, фосфор форми фосфориста киселина Н 3РО 3. хипофосфорна киселина, Н4 Р2 О6, и хипофосфориста киселина, H3 РО2. и перкиселини: nadfosfornuyu Н4 Р2 О8 и mononadfosfornuyu H3 PO5. Са широко използвани сол на фосфорна киселина (фосфати), в по-малка степен - фосфити и хипофосфити.
Фосфорът е директно свързан с всички халогени да освободят големи количества топлина и трихалиди за образуване на (RH3 където X -. Халоген) петохлорид (RH5) и оксихалиди (например, ROH3). Когато кондензиран фосфор със сяра под 100 ° С за образуването на твърди разтвори на базата на фосфор и сяра, и над 100 ° С екзотермичната реакция на образуване на сулфиди kristallichicheskih P4 S3. P4 S5. P4 S7. P4 S10. от които само P4 S5 при температура над 200 ° С се разлага до Р4 S3 и Р4 S7. и останалите стопява без разлагане. Известни фосфорни oxysulfides: P2 О3 S2. Р2 O2 S3. P4 O4 S3. P6 Ø10 S5 и P4 O4 S3. Фосфор сравнение с азот по-малко способни да образуват съединения с водород. Фосфин фосфин PH3 и Р2 Н4 дифосфин може да се получи само индиректно. Фосфор съединения с азотни нитриди известни PN, Р2 N3. P3 N5 - трудно, химически устойчив материал, получен чрез пропускане на азот пара с фосфор чрез електрическа дъга; полимерен fosfonitrilgalogenidy - (PNX2) п (например, polifosfonitrilhlorid), получен пентахалиди реакция с амоняк при различни условия; amidoimidofosfaty - съединения обикновено полимерен, съдържащ, заедно с Р-О-Р връзки P-NH-P връзка.
Фосфор образува многобройни органофосфорно съединение.
Първи фосфор. Елементен Фосфор Производството се намаляване на електротермично неговите природни фосфати (апатит или фосфорит) при 1400-1600 ° С с кокс в присъствието на силикагел (кварцов пясък):
Предварително смила и обогатен с фосфор-съдържащи руди се смесва в определени съотношения с диоксид и кокс в електрическа пещ и се зарежда. се изисква Silica за понижаване на температурата на реакцията, както и увеличаване на скоростта си чрез свързване освободена по време на възстановяването на калциев оксид в калциев силикат, който непрекъснато се отстранява като стопената шлака. Шлаката също преминават силикати и оксиди на алуминий, магнезий, желязо и други примеси, както и. като ferrophos (Fe2 P, FEP, Fe3 P), образувани чрез взаимодействие на част на редуцирано желязо на фосфор. Ферофосфор, както и разтворени в него малки количества манган фосфиди, и други метали с натрупването на електрически отстранява за последващо използване в производството на специални стомани.
Фосфорни пари, излизащи от електрическата пещ заедно с газообразен продукти и летливи примеси (CO, SiF4. PH3. Водната пара и органични примеси партида пиролизни продукти и други) при температура от 250-350 ° С След пречистване от прах, съдържащ газове се подават във фосфорен кондензационни системи, в които при температури под 50 ° С под събрана вода течност технически бял фосфор.
Използването на фосфор. По-голямата част от произведената фосфор се превръща в фосфорна киселина и нейни производни, базирани фосфорни торове и технически соли (фосфати).
Бялата фосфор се използва в запалителни и дим черупки, бомби; Червен фосфор - при производството на мачове. Фосфорът се използва в производството на цветни метални сплави като дезоксидатор. Въведение в 1% фосфор повишава устойчивостта топлина на такива сплави като fechral, hromal. Фосфорът е част от някои бронз, тъй като това увеличава тяхната течливост и устойчивост на износване. метални фосфиди, както и някои неметали (В, Si, както и т. н.) и се използват при получаването на легирани полупроводникови материали. Фосфорът е частично използван за получаване на сулфиди и хлориди, които служат като изходни материали за производството на фосфатни пластификатори (например, трикрезил фосфат, трибутил фосфат, и т.н.), медикаменти, органофосфорни пестициди, както и използвани като добавки в масла и горива.
Безопасност. Бял фосфор и неговите съединения са силно токсични. Работа с фосфор изисква внимателно запечатване оборудване; Фосфорен трябва да се държат бяло под вода или в метален контейнер запечатана. трябва да следим внимателно правилата за безопасност при работа с фосфор.
Фосфор в организма. Фосфор - един от най-важните хранителни вещества, необходими за живота на всички организми. Присъства в живите клетки като орто- и пирофосфорната киселини и техни производни, както и част от нуклеотидите, нуклеинови киселини, fosfoproteidov, фосфолипиди, фосфорни естери на въглехидрати, коензими и много други органични съединения. Поради особената химичната структура на фосфорния атом, като серни атоми могат да образуват връзки в богати на енергия богати на енергия съединения: аденозин трифосфат (АТР), креатин и други. В процеса на биологичната еволюция, стана основните фосфорни съединения, универсални пазители на генетичната информация, както и носители на енергия във всички живи системи. Друга важна роля на фосфорни съединения в организма се крие във факта, че ензимно прикрепване на фосфорил част на различни органични съединения (фосфорилиране) служи като "преминава" за тяхното участие в метаболизма, и обратно, разцепването на фосфорил Остатъкът (дефосфорилиране) изключва тези съединения от активен метаболизъм. Ензими обмен фосфор - киназа, фосфорилаза и фосфатаза. Важна роля в превръщането на фосфорни съединения в тялото на животни и хора играе черния дроб. Exchange фосфорни съединения, регулирани от хормони и витамин D.
Отравяне фосфор и неговите съединения се наблюдават, когато термоелектрически сублимация, белия фосфор, производството и използването на фосфорни съединения. Силно токсични органофосфорни съединения, имащи антихолинестеразни активност. Фосфор влиза в тялото чрез дихателната система, стомашно-чревния тракт, кожата. Остро отравяне може да се развие чувство за парене в устата и стомаха, главоболие, слабост, гадене, повръщане. След 2-3 дни има болка в епигастриума региона, в десния горен квадрант, жълтеница. За хронично отравяне се характеризират с възпаление на лигавицата на горните дихателни пътища, симптоми на токсичен хепатит, нарушение на калциевия метаболизъм (остеопороза, трошлива, понякога некроза на костите, най-често - в долната челюст), поражението на сърдечно-съдовата и нервната система. Първият помощта на остри отравяния чрез поглъщане (най-често) - стомашна промивка, слабително, почистване клизми, интравенозни разтвори на глюкоза, калциев хлорид и т.н. В случай на изгаряния на кожата -. Обработва засегнатите области на разтвори на меден сулфат или сода. Очите бяха промити с 2% разтвор на сода. Профилактика: техническа безопасност, лична хигиена, грижа за устната кухина, профилактични прегледи на лица, работещи с фосфор.