Билет №46

Фосфор. Электронная оболочка, положение в ПТ, валентность, свойства. Аллотропия. Химические свойства. Фосфор как биоэлемент.

Фосфор-элемент неметалл. Фосфор имеет следующее строение электронной оболочки: 3s²p³d⁰. Поскольку у фосфора есть незаполненный d-уровень, он обладает большими валентными способностями, чем азот. Фосфор является р-элементом в 3 периоде, в 5 группе, главной подгруппе. Имеет валентности IIIи V. Фосфор проявляет типично неметаллические свойства. При н.у. – твердое вещество, существующее в виде трех аллотропических модификаций: белого, красного и черного фосфора.

Аллотропия- существование одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по строению и свойствам, т. е. аллотропических модификаций.

Белый фосфор легко окисляется на воздухе и способен светиться в темноте (фосфоресценция).

Химические свойства:

Фосфор легко окисляется кислородом:

4P + 5O2 → 2P2O5 (с избытком кислорода),

4P + 3O2 → 2P2O3 (при недостатке кислорода).

Взаимодействует со многими простыми веществами — галогенами, серой, некоторыми металлами, проявляя окислительные и восстановительные свойства:

с металлами — окислитель, образует фосфиды:

2P + 3Ca → Ca3P2,

2P + 3Mg → Mg3P2.

фосфиды разлагаются водой и кислотами с образованием фосфина

с неметаллами — восстановитель:

2P + 3S → P2S3,

2P + 3Cl2 → 2PCl3.

Не взаимодействует с водородом.

Взаимодействует с водой:

8Р + 12Н2О = 5РН3 + 3Н3РО4 (фосфорная кислота).

Взаимодействие со щелочами:

4Р + 3KOH + 3Н2О → РН3 + 3KН2РО2.

Восстановительные свойства

Сильные окислители превращают фосфор в фосфорную кислоту:

3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO;

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.

Реакция окисления также происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль:

6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5

Получают фосфор из фосфорита, путем спекания его с углем и песком:

2Ca(PO3)2 + 2SiO2 + 10C = P4 + 2CaSiO3 + 10CO

Фосфор в природе встречается только в связанном виде: в живых организмах (зубы, кости), в минералах (фосфорит, апатит, Ca(PO3)2).

Биоэлемент – элемент, находящийся в составе живого организма, необходимый для его жизнедеятельности. Фосфор обнаружен буквально во всех органах зеленых растений: в стеблях, корнях, листьях, но больше всего его в плодах и семенах. Растения накапливают фосфор и снабжают им животных. В организме животных фосфор сосредоточен главным образом в скелете, мышцах и нервной ткани. Из продуктов человеческого питания особенно богат фосфором желток куриных яиц. Тело человека содержит в среднем около 1,5 кг элемента №15. Из этого количества 1,4 кг приходится на кости, около 130 г – на мышцы и 12 г – на нервы и мозг. Почти все важнейшие физиологические процессы, происходящие в нашем организме, связаны с превращениями фосфорорганических веществ. В состав костей фосфор входит главным образом в виде фосфата кальция. Зубная эмаль – это тоже соединение фосфора, которое по составу и кристаллическому строению соответствует важнейшему минералу фосфора апатиту Са5(PO4)3(F, Cl).