21 Тема “ Елементи V а групи ”

Рекомендована література:

- Основна.

Е.Г. Оганесян, А.З. Книжник “Неорганическая химия”. с. 283-285, 290-295.

- Додаткова.

Є.Я. Левітін, А.М. Бризицька, Р.Г. Клюєва “Загальна та неорганічна хімія”

с. 363-367.

Орієнтовна картка для самостійної роботи з літературою до теми

“ Елементи V А групи ” (2 г.)

Основні завдання	Вказівки	Відповіді
І.Чому фосфін утворює при взаємодії з кислотами катіон. ІІ. Як змінюються властивості оксидів і гідроксидів у ряду As, Sb, Bi. ІІІ. Яка фізіологічна дія арсена? IV. Чому сполуки арсену відносять до токсичних?	Вивчив структуру катіонів PH4+ і поясніть на основі його основне завдання. Використай електрону будову атомів цих елементів і підтверди відповідь рівняннями реакцій. Перелічить симптоми отруєння і міри допомоги. Знайдіть відповідь у теоретичному матеріалі.

Матеріали для самоконтролю.

Питання

1. Як змінюються радіуси атомів елементів V А групи збільшенням заряду ядра As, Sb, Bi?

2. Складіть згідно алгоритму характеристику речовини (фосфін) алгоритм додається.

Розрахункові задачі (нетипові)

1. Яку масу фосфору можна отримати із кальцію фосфату масою 25 кг, якщо вихід складає 90% від теоретичного?

2. Складіть рівняння реакції в молекулярній та іоній формах міш’яковистою з хлоридною кислотою.

Проблемно-ситуативна задача:

1. Як змінюються властивості водневих сполук фосфору і миш’яку і чому?

Фосфор

Фосфор Р 1s²2² 2p⁶ 3s²3p⁶ є електронним аналогом Нітрогену.

Внаслідок наявності у Фосфора вакантних 3d-орбіталей з’яв­ляється можливість переходу 3s-електрона на 3d-підрівень (у збуд­женому стані). При цьому 5 неспарених електронів утворюють 5 ковалентних зв’язків за обмінним механізмом.

Природні сполуки та одержання фосфору

Вміст Фосфору в земній корі складає 0,04 %. На відміну від Нітрогену Фосфор зустрічається у природі лише у вигляді сполук. Найважливіші мінерали Фосфору: фосфорит Са₃(РO₄)₂ і апатит 3Са₃(РO₄)₂ ٠СаХ₂ (X - F, СІ, ОН).

У зв’язку з тим, що Фосфор у природних сполуках знаходиться в найвищому ступені окиснення (+5), для одержання у вільному стані його необхідно відновити. У ролі відновника використовують вуглець. При цьому відбувається процес, який виражають рівнянням:

Оксид силіцію(ІV) зв’язує кальцій у легкоплавкий шлак. Пару фосфору конденсують під водою, при цьому утворюється білий фосфор.

Фізичні та хімічні властивості фосфору

Фосфор утворює декілька алотропних модифікацій, найважливіші з них: білий, червоний і чорний фосфор.

Білий фосфор — м’яка, безбарвна, воскоподібна, легкоплавка t_пл.≈ 44,1 °С; 1_кип ≈275 °С) і летка речовина. Він розчиняється в СS₂ і деяких органічних розчинниках, але малорозчинний у воді, тому збе­рігають фосфор під шаром води.

Пара фосфору складається з молекул Р₄:

У компактному стані білий фосфор має молекулярну кристаліч­ну решітку, яка складається з тетраедричних молекул Р₄. В цій моле­кулі зв’язки Р—Р досить легко руйнуються, а малий кут Р—Р—Р обумовлює значну напруженість зв’язків у молекулі.

Указані факто­ри пояснюють досить високу реакційну здатність білого фосфору. На повітрі при незначному нагріванні він спалахує. Горіння супро­воджується розбризкуванням. Бризки фосфору утворюють опіки шкіри, які довго не гояться.

Повільне окиснення фосфору на повітрі супро­воджується хемілюмінесценцією (світінням). У перекладі з грецької мови слово Фосфор означає «світлоносець».

При взаємодії з металами фосфор виявляє окиснювальні влас­тивості:

У реакціях з активними неметалами — киснем, галогенами, сіркою — фосфор виступає як відновник.

За умов недостатньої кількості окисника утворюються оксиди, хлориди і сульфіди фосфору у нижчому ступені окиснення:

У надлишку кисню, хлору та сірки утворюються сполуки Фос­фору у вищому ступені окиснення:

Нітратна кислота окиснює фосфор до ортофосфатної кислоти:

Подібно до багатьох неметалів, таких як галогени, сірка, силіцій, фосфор