Фосфор I. История открытия фосфора II. Фосфор – химический элемент 1. Положение фосфора в периодической системе химических элементов. Строение атома. 3. Нахождение в природе. 1. Аллотропные модификации фосфора. 2. Получение фосфора. 3. Химические свойства. 4. Применение фосфора IV. Тест III. Фосфор – простое вещество 2. Сравнение строения атома азота и фосфора.

Фосфор был открыт немецким алхимиком X. Брэндом в 1669 г. Позже А. Лавуазье доказал, что фосфор самостоятельный химический элемент. Ж. Пруст и М. Клапорт установили его широкое распространение в земной коре, в основном в виде фосфата кальция.

Положение фосфора в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Строение атома. периодгруппапорядковый номер Р неметалл VAVA s21s2 2s22s2 2p62p6 8 3s23s2 3p33p3 3d03d0 Строение электронной оболочки атома можно изображать графически с помощью квантовых ячеек. Графические электронные формулы атомов показывают распределение электронов не только по уровням и по орбиталям. 1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p3 валентные электроны

Сравнение строения атома азота и фосфора N P ) ) ) ) Для азота, атомы которого не имеют близких по значению энергии вакантных d-орбиталей, валентность равна IV 1s21s2 2s22s2 1s21s2 2s22s2 2p32p3 3p33p3 2p62p6 3s23s2 3d 03d 0 1s21s2 1s21s2 2s22s2 2s22s2 2p32p3 2p62p6 3s23s2 3p33p3 В атоме фосфора и других элементов VA группы появляются пять вакантных d-орбиталей, на которые и могут перейти в результате распаривания спаренные s-электроны внешнего уровня, валентность - V :

Нахождение в природе Содержание фосфора в земной коре составляет 0,093%. В природе фосфор встречается только в виде соединений, главным образом апатитов, фосфоритов.

Аллотропные модификации фосфора фосфор белый фосфор черный фосфор красный

Белый фосфор - твердое кристаллическое вещество, плотность его 1,82 г/см 3. На воздухе самовоспламеняется, в темноте светится. Получают быстрым охлаждением паров фосфора. Очень ядовит. Красный фосфор - порошок темно-красного цвета, плотность его 2,2 г/см 3. Получают длительным нагреванием белого фосфора без доступа воздуха при температуре °С. По своим свойствам отличается от белого, не ядовит. Черный фосфор - твердое вещество, плотность его 2,7 г/см 3. Образуется при нагревании белого фосфора при температуре 200 °С под высоким давлением. Используется в производстве спичек, снарядов и т. д.

Превращение красного фосфора

Свечение белого фосфора

Получение фосфора Свободный фосфор получают из природных фосфатов, прокаливая их с коксом и песком: Ca 3 (PO 4 ) 2 +3SiO 2 +5C = 2P +3CaSiO 3 +5CO

Химические свойства фосфора P0P0 P + O 2 (S, Cl 2 ) P +5 (P +3 ) восстановитель окислитель P + МеP–3P–3 1) с кислородом 2) с серой II. Взаимодействие фосфора с металлами 3) с хлором I. Взаимодействие фосфора с неметаллами III. Взаимодействие фосфора со сложными веществами

I. Взаимодействие фосфора с неметаллами Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфора с кислородом, серой, хлором. Назовите окислитель и восстановитель. P 0 + O 2 0 = P 2 +5 O 5 –2 P 0 –5e P O e 2O – Р 0 – восстановитель, процесс окисления; О 2 0 – окислитель, процесс восстановления Опыт 1 Опыт 2 При окислении фосфора в недостатке кислорода образуется Р 2 О 3 4P 0 +3O 2 0 =2P 2 +5 O 3 –2 Взаимодействие фосфора с кислородом

Горение красного фосфора

Горение белого фосфора

Так же, как с кислородом, фосфор реагирует и с другим халькогеном – серой: P 0 + S 0 = P 2 +3 S 3 –2 P 0 – 3e P S 0 + 2e S – Р 0 – восстановитель, процесс окисления; S 0 – окислитель, процесс восстановления P 0 + S 0 = P 2 +5 S 3 –2 P 0 – 5e P S 0 + 2e S – Р 0 – восстановитель, процесс окисления; S 0 – окислитель, процесс восстановления

P 0 + Cl 2 0 = P +3 Cl 3 –1 P 0 + Cl 2 0 = P +5 Cl 5 –1 P 0 –3e P Cl e 2Cl – P 0 –5e P Cl e 2Cl – При пропускании хлора через трубку с красным фосфором в приемнике собирается бесцветная жидкость – хлорид фосфора (III). В избытке хлора фосфор сгорает бледно-зеленым пламенем с образованием хлорида фосфора (V), которые при охлаждении конденсируются в светло-желтые кристаллы. Р 0 – восстановитель, процесс окисления; Cl 2 0 – окислитель, процесс восстановления Р 0 – восстановитель, процесс окисления; Cl 2 0 – окислитель, процесс восстановления Опыт 2

Горение фосфора в хлоре

III. Взаимодействие фосфора с металлами Взаимодействие фосфора с кальцием Опыт Составьте уравнение реакции взаимодействия фосфора с кальцием, назовите окислитель и восстановитель. P 0 + Ca 0 = Ca 3 +2 P 2 –3 P 0 + 3e P –3 3 2 Ca 0 2e Ca Р 0 – окислитель, процесс восстановления; Cа 0 – восстановитель, процесс окисления.

Получение фосфида кальция

Фосфиды энергично разлагаются водой с выделением фосфина. Фосфин очень ядовитый газ с чесночным запахом. Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2PH 3

III. Взаимодействие фосфора со сложными веществами: 1.С концентрированными кислотами (азотной и серной); 2. Раствором щелочи; 3. Хлоратом калия. 1.Концентрированные азотная и серная кислоты окисляют фосфор до фосфорной кислоты: P + 5HNO 3 = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O 2P + 5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O 2. Фосфор, особенно легко белый, вступает в реакцию с горячим раствором щелочи: 4P + 3NaOH + 3H 2 O = PH 3 + 3NaH 2 PO 2 гипофосфит натрия 3. В роли окислителя фосфора может быть бертолетова соль (хлорат калия): 6P + 5KClO 3 = 5KCl + 3P 2 O 5 опыт

Взаимодействие безводной азотной кислоты с фосфором

Применение фосфора Белый фосфор применяется для получения красного фосфора Фосфор применяется для получения фосфорных кислот и их производных. Основная область применения красного фосфора – производство спичек Фосфор применяется как раскислитель и компонент некоторых металлических сплавов Производство лекарственных препаратов Средства борьбы с вредителями сельского хозяйства Производство моющих средств Органический синтез Р 2 О 5 как осушитель газов и жидкостей

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления фосфора +3 А) Р 2 О 5 ; Б) NaPO 3 ; В) PCl 3 2. В какой из приведенных пар оба вещества взаимодействуют с фосфором: А) кальций и соляная кислота; Б) натрий и хлор; В) кислород и соляная кислота. А Б В 3. Составьте уравнение реакции фосфора с кальцием. Коэффициент перед формулой окислителя: А) 2; Б) 3); В) Как хранят красный фосфор в лаборатории: А) под слоем воды; Б) под слоем керосина; В) в обычных условиях. В 5. Фосфор образует простое вещество с молекулярной кристаллической решеткой, в узлах которой находятся молекулы Р 4. какой цвет имеет такой фосфор: А) красный; Б) желтый; В) зеленый. Б 6. Степень окисления фосфора увеличивается в ряду: А) PH 3, P 2 O 3, H 3 PO 4 ; Б) Na 3 PO 4, P 2 O 5, HPO 3 ; В) Ca 3 P 2, PH 3, NaPO 3 А 7. Какое из утверждений неверно: «Атом фосфора по сравнению с атомом азота имеет»: А) больший радиус; Б) больший заряд ядра; В) более ярко выраженные неметаллические свойства. В