Академик А.Е.Ферсман назвал этот элемент «элементом мысли и жизни», без него невозможно существование на Земле живого, в теле человека его примерно 0,8. - презентация

1 Академик А.Е.Ферсман назвал этот элемент «элементом мысли и жизни», без него невозможно существование на Земле живого, в теле человека его примерно 0,8 кг. Он - основа нервных, мышечных, мозговых и костных тканей. Является жителем V-A подгруппы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. О каком элементе идет речь? Академик А.Е.Ферсман назвал этот элемент «элементом мысли и жизни», без него невозможно существование на Земле живого, в теле человека его примерно 0,8 кг. Он - основа нервных, мышечных, мозговых и костных тканей. Является жителем V-A подгруппы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. О каком элементе идет речь?

2

3 Цель урока: 1. Организовать деятельность учащихся по изучению особенностей строения атома фосфора на основании его положения в ПСХЭ Д.Менделеева; 2. Выяснить аллотропные возможности фосфора, изучить химические свойства фосфора как простого вещества на основе его строения; 3. Развивать познавательную самостоятельность учащихся при работе с учебником, дополнительной литературой, сайтами Интернета; 4. Формировать умения составления химических уравнений на основе химического эксперимента, навыки решения расчетных задач; 5. Воспитывать ответственность за конечный результат работы.

4 1. Общая характеристика Неметалл A r =31 V группа, главная подгруппа 3 период, 3 ряд Степени окисления Степени окисления -3, 0,+1,+3,+5. Оксиды Р 2 О 3 и Р 2 О 5 - оба оксида кислотные Кислоты Кислоты: H 3 PO 3 –фосфористая кислота; H 3 PO 4 –фосфорная кислота Летучее водородное соединение Летучее водородное соединение РН 3 -газ фосфин ( связь ковалентная почти неполярная) Р Фосфор ( Phosphorus- Cветоносец)

5 2. Строение атома Z=+15 Z= p=15 +1 p=15 0 n=16 0 n=16 ē = 15 ē = ) 2 ) 8 ) 5 +15) 2 ) 8 ) S 2S 2P 3S 3P 3d 1S 2S 2P 3S 3P 3d В атоме фосфора возможен переход электронов на вакантный d-подуровень, поэтому фосфор легко проявляет степени окисления +3 и +5. В атоме фосфора возможен переход электронов на вакантный d-подуровень, поэтому фосфор легко проявляет степени окисления +3 и +5.

6 3. Строение молекулы Фосфор образует несколько аллотропных модификаций. Наиболее известные – белый фосфор, красный фосфор и чёрный фосфор. Фосфор образует несколько аллотропных модификаций. Наиболее известные – белый фосфор, красный фосфор и чёрный фосфор.

7 а) Белый фосфор Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся молекулы Р 4. В молекуле P 4 связи P- Р довольно легко разрываются. Этим объясняется высокая химическая активность белого фосфора. Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся молекулы Р 4. В молекуле P 4 связи P- Р довольно легко разрываются. Этим объясняется высокая химическая активность белого фосфора.

8 б) Красный фосфор Существует несколько форм красного фосфора. Их структуры окончательно не установлены. Они являются полимерными веществами, состоящими из пирамидально связанных атомов. Существует несколько форм красного фосфора. Их структуры окончательно не установлены. Они являются полимерными веществами, состоящими из пирамидально связанных атомов.

9 в) Чёрный фосфор Черный фосфор имеет атомно-слоистую решетку с характерным для фосфора пирамидальным расположением связей. По внешнему виду он похож на графит (плотность 2,7 г/см 3 ), но является полупроводником. Черный фосфор имеет атомно-слоистую решетку с характерным для фосфора пирамидальным расположением связей. По внешнему виду он похож на графит (плотность 2,7 г/см 3 ), но является полупроводником.

10 4. Нахождение в природе Содержание фосфора в земной коре составляет 9,3·10 -2 (по массе). В природе фосфор встречается только в виде соединений. Основными минералами фосфора являются фосфорит Ca 3 (PO 4 ) 2 и аппатит 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ·CaF 2. Содержание фосфора в земной коре составляет 9,3·10 -2 (по массе). В природе фосфор встречается только в виде соединений. Основными минералами фосфора являются фосфорит Ca 3 (PO 4 ) 2 и аппатит 3Ca 3 (PO 4 ) 2 ·CaF 2. Кроме того, фосфор входит в состав белковых веществ, а также костей и зубов. Кроме того, фосфор входит в состав белковых веществ, а также костей и зубов.

11 5. Получение Фосфор получают в электрических печах по реакции: Фосфор получают в электрических печах по реакции: Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C+ 3SiO 2 = 2P+ Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C+ 3SiO 2 = 2P+ + 3CaSiO 3 + 5CO, (t=1500 °C). + 3CaSiO 3 + 5CO, (t=1500 °C). При быстрой конденсации паров под водой образуется белый фосфор. Красный фосфор образуется из белого при длительном нагревании его без доступа воздуха: P (бел.) При быстрой конденсации паров под водой образуется белый фосфор. Красный фосфор образуется из белого при длительном нагревании его без доступа воздуха: P (бел.) P (красн.), (t = °C) P (красн.), (t = °C)

12 Черный фосфор получают из белого нагреванием при 200 °C и давлении 1,2·10 6 кПа или в присутствии Hg (катализатора) при обычном давлении. Черный фосфор получают из белого нагреванием при 200 °C и давлении 1,2·10 6 кПа или в присутствии Hg (катализатора) при обычном давлении.

13 6. Физические свойства Белый фосфор Белый фосфор Он чрезвычайно ядовит ! Мягкое, бесцветное, воскообразное вещество. Он легкоплавок (температура плавления 44,1 °C, температура кипения 275 °C), летуч, растворяется в сероуглероде и в ряде органических растворителей, светится в темноте (в результате медленного окисления - хемилюминесценция )

14 Красный фосфор Красный фосфор Не ядовит! В зависимости от способов получения обладает различными свойствами. Например, его плотность изменяется в интервале 2-2,4 г/см 3, температура плавления °C, цвет от темно- коричневого до красного и фиолетового. Красный фосфор практически не растворяется ни в одном растворителе, в темноте не светится

15 7. Химические свойства а) Белый фосфор самый активный из всех модификаций. Например, белый фосфор горит при темп.40°С, а красный- 200°С а) Белый фосфор самый активный из всех модификаций. Например, белый фосфор горит при темп.40°С, а красный- 200°С Свойства восстановителя

16 При избытке кислорода фосфор окисляется до оксида фосфора (V), а при недостатке- до оксида фосфора (III) При избытке кислорода фосфор окисляется до оксида фосфора (V), а при недостатке- до оксида фосфора (III) а) 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 4P + 3O 2 = 2P 2 O 3 а) 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 4P + 3O 2 = 2P 2 O 3

17 Реакции с галогенами и другими неметаллами б) 2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 б) 2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 в) 2P + 3S = P 2 S 3 в) 2P + 3S = P 2 S 3

18 Свойства окислителя г) 2P (красн.) + 3Ca = 2Ca 3 P 2 г) 2P (красн.) + 3Ca = 2Ca 3 P 2 фосфид кальция фосфид кальция (t= °C), (t= °C), д) 2P + 3H 2 = 2PH 3, д) 2P + 3H 2 = 2PH 3, фосфин фосфин РН 3 - ядовитый газ с неприятным запахом. Легко воспламеняется на воздухе. Это свойство фосфина и объясняет появление болотных блуждающих огней. РН 3 - ядовитый газ с неприятным запахом. Легко воспламеняется на воздухе. Это свойство фосфина и объясняет появление болотных блуждающих огней. ( Его можно получить и из фосфидов металлов ( Его можно получить и из фосфидов металлов Ca 3 P 2 + 6HCl = 3 CaCl 2 + 2PH 3 ) Ca 3 P 2 + 6HCl = 3 CaCl 2 + 2PH 3 ) при t=400 °C. при t=400 °C.

19 8.Применение Белый фосфор применяют для получения других его аллотропных модификаций, фосфорных кислот, фосфатов, как боевое зажигательное вещество, для изготовления ядохимикатов и медикаментов Белый фосфор применяют для получения других его аллотропных модификаций, фосфорных кислот, фосфатов, как боевое зажигательное вещество, для изготовления ядохимикатов и медикаментов

20 Красный фосфор применяют для изготовления спичек и как наполнитель (пары) в лампах накаливания, для производства удобрений и кормовых добавок для животных. Красный фосфор применяют для изготовления спичек и как наполнитель (пары) в лампах накаливания, для производства удобрений и кормовых добавок для животных.

21 9. История открытия В поисках философского камня немецкий алхимик Х. Бранд занимался перегонкой сухого остатка от выпаривания мочи. В поисках философского камня немецкий алхимик Х. Бранд занимался перегонкой сухого остатка от выпаривания мочи. В приемнике оказалось вещество, испускавшее голубоватый свет. В приемнике оказалось вещество, испускавшее голубоватый свет. Так в 1669 году был открыт белый фосфор. Так в 1669 году был открыт белый фосфор.

22 В 1682 Бранд опубликовал результаты своих исследований, и сейчас он справедливо считается первооткрывателем элемента 15. Фосфор явился первым элементом, открытие которого документально зафиксировано, и его первооткрыватель известен. В 1682 Бранд опубликовал результаты своих исследований, и сейчас он справедливо считается первооткрывателем элемента 15. Фосфор явился первым элементом, открытие которого документально зафиксировано, и его первооткрыватель известен. Интерес к новому веществу был грандиозный, и Бранд этим пользовался – он демонстрировал фосфор только за деньги или обменивал небольшие его количества на золото. Несмотря на многочисленные усилия, осуществить свою заветную мечту – получить золото из свинца с помощью «холодного огня» - гамбургский купец так и не смог, и поэтому вскоре он продал рецепт получения нового вещества некоему Крафту из Дрездена за двести талеров. Интерес к новому веществу был грандиозный, и Бранд этим пользовался – он демонстрировал фосфор только за деньги или обменивал небольшие его количества на золото. Несмотря на многочисленные усилия, осуществить свою заветную мечту – получить золото из свинца с помощью «холодного огня» - гамбургский купец так и не смог, и поэтому вскоре он продал рецепт получения нового вещества некоему Крафту из Дрездена за двести талеров. Новому хозяину удалось сколотить на фосфоре значительно бóльшее состояние – с «холодным огнем» он разъезжал по всей Европе и демонстрировал его ученым, высокопоставленным и даже королевским особам, например, Роберту Бойлю, Готфриду Лейбницу, Карлу Второму. Новому хозяину удалось сколотить на фосфоре значительно бóльшее состояние – с «холодным огнем» он разъезжал по всей Европе и демонстрировал его ученым, высокопоставленным и даже королевским особам, например, Роберту Бойлю, Готфриду Лейбницу, Карлу Второму.

23 Долгое время фосфор не считали простым веществом, и только в 1770-х годах французский химик Антуан Лоран Лавуазье в своих работах, посвященных исследованию состава воздуха, смог твердо установить, что фосфор является простым веществом.

24 ОКСИДЫ ФОСФОРА 1. P 2 O 5 - оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид), В парообразном состоянии имеет состав P 4 O 10. Он представляет собой белый порошок, температура плавления 422 °C, температура кипения 591 °C. Оксид фосфора (V) гигроскопичен. В парообразном состоянии имеет состав P 4 O 10. Он представляет собой белый порошок, температура плавления 422 °C, температура кипения 591 °C. Оксид фосфора (V) гигроскопичен. Получают его сжиганием фосфора в избытке сухого воздуха. 4P + 5O 2 (изб.) = 2P 2 O 5 Это кислотный оксид ( вспомни свойства кислотных оксидов). При соединении с водой образует две кислоты:

25 P 2 O 5 +H 2 O = 2 HPO 3 P 2 O 5 +H 2 O = 2 HPO 3 метафосфорная кислота метафосфорная кислота P 2 O 5 +3H 2 O = 2H 3 PO 4 P 2 O 5 +3H 2 O = 2H 3 PO 4 ортофосфорная кислота ортофосфорная кислота

26 Применение Применяют оксид фосфора (V) для осушки газов и жидкостей, не реагирующих с ним; для получения фосфорных кислот; оксид фосфора является компонентом фосфатных стекол. Применяют оксид фосфора (V) для осушки газов и жидкостей, не реагирующих с ним; для получения фосфорных кислот; оксид фосфора является компонентом фосфатных стекол.

27 2.P 2 O 3 (P 4 O 6 ) - оксид фосфора (III) (фосфористый ангидрид), температура плавления -23,9°C, температура плавления -23,9°C, температура кипения- 175,4°C, температура кипения- 175,4°C, плотность - 2,135 г/см 3. плотность - 2,135 г/см 3. Получают его окислением фосфора кислородом воздуха: P 4 + 3O 2 (нед.) = P 4 O 6 Это кислотный оксид: P 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 PO 3

28 ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА H 3 РO 4 - трехосновная минеральная H 3 РO 4 - трехосновная минеральная кислота кислота 2.Физические свойства: 2.Физические свойства: Безводная ортофосфорная кислота - это бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при t = 42,35 °C, хорошо растворима в воде. Безводная ортофосфорная кислота - это бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при t = 42,35 °C, хорошо растворима в воде.

29 Химические свойства Фосфорная кислота имеет все свойства, характерные для кислот Фосфорная кислота имеет все свойства, характерные для кислот Вспомните их! Вспомните их!

30 Качественная реакция на фосфат - ион Качественная реакция на фосфат - ион H 3 PO 4 + 3AgNO 3 = H 3 PO 4 + 3AgNO 3 = = Ag 3 PO 4 +3HNO 3 = Ag 3 PO 4 +3HNO 3 жёлтый осадок жёлтый осадок

31 4.Применение H 3 PO 4 используют для получения фосфорных удобрений, для создания защитных покрытий на металлах, в фармацевтической промышленности, в органическом синтезе. H 3 PO 4 используют для получения фосфорных удобрений, для создания защитных покрытий на металлах, в фармацевтической промышленности, в органическом синтезе. Ортофосфорная кислота играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Ортофосфорная кислота играет большую роль в жизнедеятельности животных и растений. Её остатки входят в состав аденозинтрифосфорной кислоты – АТФ, при разложении Её остатки входят в состав аденозинтрифосфорной кислоты – АТФ, при разложении которой выделяется большое количество энергии. Остатки ортофосфорной кислоты входят так же в состав рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых кислот(ДНК) которой выделяется большое количество энергии. Остатки ортофосфорной кислоты входят так же в состав рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых кислот(ДНК)

32 Домашнее задание §28, 3, страница 163 §28, 3, страница 163 Подготовить (по желанию) презентацию на тему: «Биологическая роль фосфора» Подготовить (по желанию) презентацию на тему: «Биологическая роль фосфора»