ترکیبات فسفر فسفر: ساختار اتمی، خواص شیمیایی و فیزیکی

فسفر جزء مهمی از طبیعت زنده و بی جان است. این در اعماق زمین، آب و در بدن ما یافت می شود و آکادمیسین فرسمن حتی به آن لقب «عنصر حیات و اندیشه» داده است. علیرغم مفید بودن، فسفر سفید می تواند بسیار خطرناک و سمی باشد. بیایید با جزئیات بیشتری در مورد ویژگی های آن صحبت کنیم.

باز کردن یک عنصر

تاریخ کشف فسفر با کیمیاگری آغاز شد. از قرن پانزدهم، دانشمندان اروپایی مشتاق یافتن سنگ فیلسوف یا «اکسیر بزرگ» بودند که با آن می‌توان هر فلزی را به طلا تبدیل کرد.

در قرن هفدهم، هنیگ برند، کیمیاگر، تصمیم گرفت که مسیر رسیدن به "معرف جادویی" از طریق ادرار باشد. زرد است، به این معنی که حاوی طلا است یا به نوعی با آن مرتبط است. دانشمند با دقت مواد را جمع آوری کرد، از آن دفاع کرد و سپس آن را تقطیر کرد. به جای طلا، او ماده سفید رنگی دریافت کرد که در تاریکی می درخشید و به خوبی می سوخت.

برند این کشف را "آتش سرد" نامید. بعدها، رابرت بویل، کیمیاگر ایرلندی و آندریاس ماگگراف آلمانی، ایده به دست آوردن فسفر را به روشی مشابه مطرح کردند. دومی همچنین زغال سنگ، ماسه و ماده معدنی فسژنیت را به ادرار اضافه کرد. پس از آن، این ماده فسفر میرابیلیس نام گرفت که به عنوان "حامل معجزه آسای نور" ترجمه شده است.

عنصر نورانی

کشف فسفر در بین کیمیاگران تبدیل به یک حس واقعی شد. برخی هر از چند گاهی سعی می کردند راز تهیه این ماده را از برند خریداری کنند، برخی دیگر سعی می کردند خود به خود به آنجا برسند. در قرن هجدهم ثابت شد که این عنصر در بقایای استخوان موجودات موجود است و به زودی چندین کارخانه برای تولید آن افتتاح شد.

فیزیکدان فرانسوی لاووازیه ثابت کرد که فسفر یک ماده ساده است. در جدول تناوبی عدد 15 است. همراه با نیتروژن، آنتیموان، آرسنیک و بیسموت در گروه پنکتیدها قرار دارد و به عنوان یک غیرفلز شناخته می شود.

این عنصر در طبیعت بسیار رایج است. از نظر درصد، رتبه سیزدهم را در جرم پوسته زمین دارد. فسفر به طور فعال با اکسیژن تعامل دارد و به صورت آزاد یافت نمی شود. این ماده در کانی های متعدد (بیش از 190) مانند فسفوریت ها، آپاتیت ها و غیره وجود دارد.

فسفر سفید

فسفر در چندین شکل یا آلوتروپ وجود دارد. آنها از نظر چگالی، رنگ و خواص شیمیایی با یکدیگر متفاوت هستند. معمولاً چهار شکل اصلی وجود دارد: فسفر سفید، سیاه، قرمز و فلزی. سایر اصلاحات تنها ترکیبی از موارد فوق هستند.

فسفر سفید بسیار ناپایدار است. در شرایط نور عادی به سرعت قرمز می شود، اما فشار زیاد آن را سیاه می کند. اتم های آن به شکل چهار وجهی مرتب شده اند. دارای یک شبکه مولکولی کریستالی با فرمول مولکولی P4 است.

من همچنین فسفر زرد را برجسته می کنم. این اصلاح دیگری از ماده نیست، بلکه نام فسفر سفید تصفیه نشده است. این می تواند رنگ قهوه ای روشن یا تیره داشته باشد و با سمیت قوی مشخص می شود.

خواص فسفر سفید

قوام و ظاهر این ماده شبیه موم است. بوی سیر دارد و در لمس چرب است. فسفر نرم است (بدون تلاش زیاد با چاقو بریده می شود) و تغییر شکل می دهد. بعد از پاکسازی بی رنگ می شود. کریستال های شفاف آن در زیر نور خورشید به شکل کمانی می درخشند و شبیه الماس می شوند.

در دمای 44 درجه ذوب می شود. فعالیت این ماده حتی در دمای اتاق خود را نشان می دهد. ویژگی اصلی فسفر توانایی آن در نورتاب یا درخشندگی آن است. با اکسید شدن در هوا، نور سفید مایل به سبز از خود ساطع می کند و به مرور زمان خود به خود مشتعل می شود.

این ماده عملاً در آب نامحلول است، اما با تماس طولانی مدت با اکسیژن می تواند در آن بسوزد. به خوبی در حلال های آلی مانند دی سولفید کربن، پارافین مایع و بنزن حل می شود.

کاربرد فسفر

انسان فسفر را برای اهداف صلح آمیز و نظامی "رام" کرده است. از این ماده برای تولید اسید فسفریک استفاده می شود که برای کودها استفاده می شود. قبلاً برای رنگرزی پشم و ساخت امولسیون های حساس به نور به طور گسترده استفاده می شد.

فسفر سفید زیاد استفاده نمی شود. ارزش اصلی آن اشتعال پذیری است. بنابراین، این ماده برای مهمات آتش زا استفاده می شود. این نوع سلاح در طول هر دو جنگ جهانی مرتبط بود. در جنگ غزه در سال 2009 و همچنین در عراق در سال 2016 مورد استفاده قرار گرفت.

فسفر قرمز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از آن برای ساخت سوخت، روان کننده ها، مواد منفجره و سر کبریت استفاده می شود. از ترکیبات مختلف فسفر در صنعت در نرم‌کننده‌های آب استفاده می‌شود و برای محافظت از فلز در برابر خوردگی به عوامل غیرفعال‌کننده اضافه می‌شود.

محتوا در بدن و تأثیر آن بر انسان

فسفر یکی از عناصر حیاتی برای ماست. به شکل ترکیبات با کلسیم در دندان ها و اسکلت وجود دارد و به استخوان ها سختی و استحکام می بخشد. این عنصر در ترکیبات ATP و DNA وجود دارد. برای عملکرد مغز ضروری است. قرار گرفتن در سلول های عصبی، انتقال تکانه های عصبی را تقویت می کند.

فسفر در بافت ماهیچه ای یافت می شود. در فرآیند تبدیل انرژی از پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات های وارد شده به بدن نقش دارد. این عنصر تعادل اسید و باز را در سلول ها حفظ می کند و تقسیم آنها اتفاق می افتد. متابولیسم را تقویت می کند و در طول رشد و ریکاوری بدن ضروری است.

با این حال، فسفر می تواند خطرناک باشد. فسفر سفید خود بسیار سمی است. دوزهای بالای 50 میلی گرم کشنده است. مسمومیت با فسفر با استفراغ، سردرد و درد معده همراه است. تماس این ماده با پوست باعث سوختگی می شود که بسیار آهسته و دردناک بهبود می یابد.

فسفر اضافی در بدن منجر به شکنندگی استخوان ها، بیماری های قلبی عروقی، خونریزی و کم خونی می شود. کبد و دستگاه گوارش نیز از اشباع بیش از حد فسفر رنج می برند.

فسفر

فسفر-آ؛ متر[از یونانی phōsphoros - نورانی] عنصر شیمیایی (P) که نقش مهمی در زندگی حیوانات و گیاهان دارد (در برخی از مواد معدنی، استخوان های حیوانات، بافت های حیوانی و گیاهی یافت می شود). قرمز f. سیاه اف. ماهی حاوی مقدار زیادی فسفر است. F. برای تقویت استخوان مورد نیاز است. سفید f.(ماده قابل اشتعال و درخشنده در تاریکی). دریا می درخشد، با فسفر می درخشد(شب ها به دلیل فراوانی میکروارگانیسم ها مایل به سبز می درخشد).

◁ فسفر (نگاه کنید به).

(لات. فسفر)، عنصر شیمیایی گروه V جدول تناوبی. نام از یونانی. phōsphóros - نورانی. چندین اصلاح را ایجاد می کند - فسفر سفید (تراکم 1.828 گرم بر سانتی متر 3، تی pl 44.14 درجه سانتی گراد)، فسفر قرمز (تراکم 2.31 گرم بر سانتی متر 3، تیفسفر سفید خود اشتعال است، در تاریکی می درخشد (از این رو نام آن) و سمی است. رنگ قرمز از نظر شیمیایی کمتر فعال و سمی است. از آپاتیت ها و فسفریت ها استخراج می شود. مصرف کننده اصلی کشاورزی (کودهای فسفر) است. در تولید کبریت، متالورژی (اکسیدزدا و جزء برخی از آلیاژها)، در سنتز آلی و غیره استفاده می شود. در سلول های زنده به شکل اسیدهای ارتو و پیروفسفریک و مشتقات آنها وجود دارد.

PHOSPHORUS (لاتین - Phoshopus)، P (بخوانید "pe")، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 15، وزن اتمی 30.973762. در گروه VA در دوره سوم جدول تناوبی قرار دارد. دارای یک هسته پایدار 31 R. پیکربندی لایه الکترونی بیرونی 3 س 2 آر 3 . در ترکیبات حالت های اکسیداسیون از -3 تا +5 را نشان می دهد. ظرفیت های III تا V. پایدارترین حالت اکسیداسیون در ترکیبات 5+ است.
شعاع اتم خنثی P 0.134 نانومتر، شعاع یون ها: P3- 0.186 نانومتر، P3+ 0.044 نانومتر (شماره هماهنگی 6) و P5+ - 0.017 نانومتر (شماره هماهنگی 4) و 0.038 نانومتر است. هماهنگی شماره 6). انرژی های یونیزاسیون متوالی اتم فسفر خنثی 10.486، 19.76، 30.16، 51.4 و 65 eV است. میل ترکیبی الکترون 0.6 eV. الکترونگاتیوی از نظر پاولینگ (سانتی متر.پاولینگ لینوس) 2.10. غیر فلز.
تاریخچه کشف
اولین کسی که فسفر را در حالت آزاد بدست آورد، کیمیاگر هامبورگ H. Brand در سال 1669 بود (اطلاعاتی وجود دارد که ماده ای با خواص مشابه در قرن 12 توسط کیمیاگر عرب بهیل به دست آمده است). در جستجوی سنگ فیلسوف (سانتی متر.اکسیر)او باقیمانده خشک حاصل از تبخیر ادرار را با ماسه رودخانه و زغال چوب در یک ظرف دربسته تکلیس کرد. پس از تکلیس، ظرف حاوی معرف ها در تاریکی با نور سفید شروع به درخشش کرد (این فسفر بود که از ترکیبات موجود در ادرار کاهش یافته بود).
در سال 1680، فسفر درخشان در تاریکی (از یونانی "phosphoros" - luminiferous) توسط انگلیسی R. Boyle به دست آمد. (سانتی متر.بویل رابرت)در سال های بعد، مشخص شد که فسفر نه تنها در ادرار، بلکه در بافت مغز و استخوان های اسکلتی نیز وجود دارد. ساده ترین روش برای تولید فسفر از طریق کلسینه کردن خاکستر استخوان با زغال سنگ در سال 1771 توسط K. Scheele ارائه شد. (سانتی متر.شیله کارل ویلهلم). ماهیت عنصری فسفر در پایان قرن 18 توسط A. L. Lavoisier مشخص شد. (سانتی متر.لاووازیر آنتوان لوران)
بودن در طبیعت
محتوای پوسته زمین 0.105٪ وزنی است که به طور قابل توجهی از محتوای مثلاً نیتروژن بیشتر است. (سانتی متر.نیتروژن). در آب دریا 0.07 میلی گرم در لیتر. فسفر به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شود، اما بخشی از 200 ماده معدنی مختلف است. معروف ترین آنها فسفوریت است (سانتی متر.فسفریت ها)کلسیم Ca 3 (PO 4) 3، آپاتیت (سانتی متر. APATITY)(فلوراپاتیت 3Ca 3 (PO 4) 3 CaF 2 یا Ca 5 (PO 4) 3 F)، مونازیت (سانتی متر.مونازیت), فیروزه (سانتی متر.فیروزه). فسفر بخشی از همه موجودات زنده است.
اعلام وصول
تولید فسفر با احیای الکتروترمال آن از فسفریت ها و آپاتیت ها در دمای 1400-1600 درجه سانتی گراد با کک در حضور سیلیس انجام می شود:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 6SiO 2 + 10C = P 4 + 6CaSiO 3 + 10CO
4Ca 5 (PO 4) 3 F + 21SiO 2 + 30C = 3P 4 + 20CaSiO 3 + 30CO + SiF 4
سپس بخارات آزاد شده P4 با بخار آب فوق گرم تصفیه می شود تا اسید فسفریک حرارتی H3PO4 تولید شود:
P 4 + 14H 2 O = 4H 3 PO 4 + 8H 2
هنگامی که بخار P4 تصعید می شود، فسفر سفید تشکیل می شود. با حرارت دادن بدون دسترسی به هوا در دمای 200-300 درجه سانتیگراد در راکتورهای مجهز به آسیاب پیچی جرم واکنش، به فسفر قرمز تبدیل می شود.
ویژگی های ساختار تغییرات آلوتروپیک و خواص فیزیکی آنها
فسفر عنصری در چندین تغییر آلوتروپیک وجود دارد که اصلی ترین آنها عبارتند از: سفید (فسفر III)، قرمز (فسفر II) و سیاه (فسفر I).
فسفر سفید یک ماده مومی شکل و شفاف با بوی مشخص است. متشکل از مولکول های چهار وجهی P4 است که می توانند آزادانه بچرخند. فسفر سفید دارای یک شبکه کریستالی مکعبی از نوع مولکولی، پارامتر سلولی است. آ= 1.851 نانومتر. چگالی 1.828 kg/dm3. نقطه ذوب 44.14 درجه سانتیگراد، نقطه جوش 287 درجه سانتیگراد. دو شکل از فسفر سفید وجود دارد: a-modification، با یک شبکه کریستالی مکعبی، در دمای 76.9- درجه سانتیگراد به اصلاح b تبدیل می شود، شبکه کریستالی که ایجاد نشده و چرخش آزاد مولکول های P4 وجود ندارد. دی الکتریک. در اتیل الکل، بنزن، دی سولفید کربن CS 2 حل می شود.
با حرارت دادن فسفر سفید بدون دسترسی هوا در دمای 250-300 درجه سانتی گراد، فسفر قرمز به دست می آید. ناخالصی های سدیم، ید و سلنیوم و اشعه ماوراء بنفش انتقال یک اصلاح به دیگری را تسریع می کند.
فسفر قرمز آمورف است و رنگ آن از مایل به قرمز تا قهوه ای تیره و بنفش متغیر است. چندین شکل کریستالی با خواص مختلف وجود دارد. فسفر قرمز کریستالی (Hittorf phosphorus) از سرد کردن محلول فسفر قرمز در سرب مذاب اشباع شده در دمای 600 درجه سانتی گراد به دست می آید. دارای یک شبکه مونوکلینیک، پارامترهای سلول واحد است آ= 1.02 نانومتر، V= 0.936 نانومتر، با= 2.51 نانومتر، زاویه b 118.8 درجه. چگالی فسفر قرمز 2.0-2.4 کیلوگرم بر دسی متر مکعب است. دی الکتریک. هنگام گرم شدن، فسفر قرمز به شکل مولکول های P4 تبخیر می شود که تراکم آن منجر به تشکیل فسفر سفید می شود.
هنگامی که فسفر سفید تا دمای 200-220 درجه سانتیگراد تحت فشار 1.2 گیگا پاسکال گرم می شود، فسفر سیاه کریستالی تشکیل می شود. شبکه از لایه های فیبری با آرایش هرمی از اتم ها ساخته شده است. پایدارترین نوع فسفر سیاه دارای یک شبکه متعامد است، پارامترها آ= 0.3314 نانومتر، V= 0.4376 نانومتر، s = 1.0478 نانومتر. چگالی فسفر سیاه 702/2 کیلوگرم بر دسی متر مکعب است. از نظر خارجی شبیه به گرافیت؛ نیمه هادی، دیامغناطیس. هنگامی که در دمای 560-580 درجه سانتیگراد گرم می شود به فسفر قرمز تبدیل می شود. فسفر سیاه غیر فعال است و به سختی قابل احتراق است.
خواص شیمیایی
فسفر در ترکیبات عمدتاً کووالانسی است. فسفر دارای اوربیتال های سه بعدی آزاد است که منجر به تشکیل پیوندهای دهنده و گیرنده می شود. فسفر سفید فعال ترین است. در هوا اکسید می شود. اکسیداسیون با مکانیسم واکنش های زنجیره ای اتفاق می افتد و با نورتابی شیمیایی همراه است. هنگامی که فسفر در اکسیژن اضافی می سوزد، P 2 O 5 به دست می آید که دایمرهای P 4 O 10 و تترامرهای P 8 O 20 را تشکیل می دهد. با کمبود اکسیژن، P 2 O 3 به دست می آید. به دلیل گرمای آزاد شده در طی اکسیداسیون در هوا خود مشتعل می شود. فسفر قرمز به آرامی در هوا اکسید می شود و خود به خود مشتعل نمی شود. فسفر سیاه در هوا اکسید نمی شود.
اکسید فسفر (V) یک اکسید اسیدی است. با آب واکنش نشان می دهد و مقدار زیادی گرما آزاد می کند. در این حالت ابتدا اسید متافسفریک پلیمری (HPO 3) n تشکیل می شود. هنگامی که با آب گرم درمان می شود، به اسید اورتوفسفریک سه پایه با قدرت متوسط ​​H 3 PO 4 تبدیل می شود:
P 4 O 10 + 2H 2 O = (NPO 3) 4; (NPO 3) 4 + 4H 2 O = 4H 3 PO 4
یا P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4
فسفر با هالوژن ها واکنش می دهد و مقدار زیادی گرما آزاد می کند. با F، Cl، Br، تری هالیدها و پنتاهالیدها را تشکیل می دهد، با I - فقط تریودید PI 3. تمام هالیدهای فسفر به راحتی به H 3 PO 4 ارتوفسفریک، H 3 PO 3 فسفر و اسیدهای هیدروهالیک هیدرولیز می شوند:
PCl 5 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5HCl
PI 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HI
تری هالیدهای فسفر یک هرم سه وجهی با اتم های هالوژن در قاعده و اتم فسفر در راس هستند. مولکول پنتا هالید از دو هرم سه ضلعی تشکیل شده است که یک صورت مشترک دارند. اکسی هالیدهای فسفر POF 3، POCl 3 و POBr 3 به دست آمد.
با گوگرد، فسفر سولفیدهای P 4 S 3، P 4 S 5، P 4 S 7، P 4 S 10 را تشکیل می دهد. اکسی سولفیدهای فسفر زیر شناخته شده اند: P 2 O 3 S 2 , P 2 O 2 S 3 , P 4 O 4 S 3 , P 6 O 10 S 5 , P 4 O 4 S 3 . فسفر با Se و Te واکنش می دهد و با Si و C ترکیباتی ایجاد می کند (PC 3).
مستقیما با هیدروژن واکنش نمی دهد. هنگام تعامل با محلول رقیق پتاسیم هیدروکسید KOH، فسفین گازی PH 3 تشکیل می شود:
4P + 3KON + 3N 2 O = 3KN 2 RO 2 + RN 3
دیفسفین R 2 H 4 نیز به عنوان یک ناخالصی تشکیل می شود. هر دو فسفین دارای بوی مشخص ماهی فاسد هستند.
فسفین PH 3 دارای خواص شیمیایی مشابه آمونیاک NH 3 است، اما پایداری کمتری دارد.
فسفر هنگام ذوب شدن با فلزات واکنش نشان می دهد. با خاک های قلیایی، فسفیدهای یونی M 3 P 2 را تشکیل می دهد که در تماس با آب تجزیه می شوند:
Mg 3 P 2 + 6H 2 O = 3Mg(OH) 2 + 2PH 3،
Ca 3 P 2 + 6H 2 O = 3Ca(OH) 2 + 2PH 3
با فلزات واسطه، فسفر فسفیدهای فلز مانند Mn 3 P، FeP، Ni 2 P را تشکیل می دهد.
فسفر بخشی از اسیدهای معدنی است. این اسید اورتوفسفریک H 3 PO 4 است (نمک های آن ارتوفسفات ها، مونوهیدروژن فسفات ها، Na 2 HPO 4 و دی هیدروژن فسفات ها، Ca(H 2 PO 4) 2 هستند). اسید متافسفریک (HPO 3) n(نمک های آن متافسفات ها هستند)، اسید هیپوفسفره مونوبازیک H 3 PO 2 (نمک های آن هیپوفسفیت ها، NaH 2 PO 2 هستند)، اسید فسفر دوبازیک H 3 PO 3 (نمک های آن فسفیت ها، Na 2 HPO 3 هستند).
فسفر بخشی از استرها، الکل ها و اسیدهای آلی است: فسفینیک RRP(O)OH، فسفونیک RH2PO2 و فسفونیک RP(O)(OH)2، که در آن R و R رادیکال های آلی هستند.
کاربرد
از فسفر سفید در تولید اسید فسفریک H 3 PO 4 (برای تولید فسفات های مواد غذایی و شوینده های مصنوعی) استفاده می شود. در ساخت گلوله ها و بمب های آتش زا و دودزا استفاده می شود.
از فسفر قرمز در ساخت کودهای معدنی و تولید کبریت استفاده می شود. فسفر در تولید آلیاژهای فلزات غیرآهنی به عنوان یک اکسید کننده استفاده می شود و به عنوان یک افزودنی آلیاژی عمل می کند. در تولید آلیاژهای مغناطیسی نرم و در تولید فسفیدهای نیمه هادی استفاده می شود. ترکیبات فسفر به عنوان مواد اولیه برای تولید داروها عمل می کنند.
محتوا در بدن
فسفر در سلول های زنده به شکل اسیدهای ارتو و پیروفسفریک وجود دارد و بخشی از نوکلئوتیدها، اسیدهای نوکلئیک، فسفوپروتئین ها، فسفولیپیدها، کوآنزیم ها و آنزیم ها است. استخوان های انسان از هیدروکسی آپاتیت 3Ca 3 (PO 4) 3 · CaF 2 تشکیل شده است. ترکیب مینای دندان شامل فلوراپاتیت است. کبد نقش اصلی را در تبدیل ترکیبات فسفر در بدن انسان و حیوانات دارد. متابولیسم ترکیبات فسفر توسط هورمون ها و ویتامین D تنظیم می شود. نیاز روزانه انسان به فسفر 1-2 گرم است با کمبود فسفر در بدن، بیماری های استخوانی مختلف ایجاد می شود.
عمل فیزیولوژیکی
ترکیبات فسفر سمی هستند. دوز کشنده فسفر سفید 50-150 میلی گرم است. وقتی فسفر سفید روی پوست می‌رسد، باعث سوختگی شدید می‌شود. عوامل جنگ شیمیایی سارین، سومان و تابون ترکیبات فسفر هستند. مسمومیت حاد با فسفر با احساس سوزش در دهان و معده، سردرد، ضعف و استفراغ ظاهر می شود. پس از 2-3 روز، زردی ایجاد می شود. اشکال مزمن با اختلالات متابولیسم کلسیم و آسیب به سیستم قلبی عروقی و عصبی مشخص می شود. کمک های اولیه برای مسمومیت حاد شستشوی معده، ملین ها، پاک کننده تنقیه، محلول های گلوکز وریدی است. برای سوختگی پوست، نواحی آسیب دیده را با محلول های سولفات مس یا سودا درمان کنید. حداکثر غلظت مجاز برای بخارات فسفر در هوا 0.03 میلی گرم بر متر مکعب است. گرد و غبار قرمز فسفر وارد ریه ها می شود و باعث ذات الریه می شود.

فرهنگ لغت دایره المعارفی. 2009 .

ببینید "فسفر" در سایر لغت نامه ها چیست:

- (یونانی از phos light و phoros حامل). بدنی ساده، به رنگ زرد، قابل اشتعال و در تاریکی درخشان. فرهنگ لغات کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Chudinov A.N., 1910. PHOSPHORUS یونانی. فسفر، از phos، gen. سقوط... ... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

فسفر- فسفر، شیمیایی. عنصر (نماد P) با at. V. 31.02، متعلق به گروه V و ردیف 3 سیستم تناوبی مندلیف (شماره سریال 15). F. در طبیعت گسترده است، اما فقط به شکل ترکیبات اکسیژن: خاک حاوی آن به شکل نمک ... ... دایره المعارف بزرگ پزشکی

فسفر- ماده ای جامد، نرم و پلاستیکی قوام است که از تصفیه فسفات های طبیعی مخلوط با ماسه و کربن در کوره الکتریکی به دست می آید. دو نوع اصلی فسفر وجود دارد: الف) فسفر سفید،... ... اصطلاحات رسمی

- (نماد P)، عنصر شیمیایی از گروه پنجم جدول تناوبی، اولین بار در سال 1669 کشف شد. که به شکل فسفات در مواد معدنی یافت می شود، منبع اصلی فسفر آپاتیت است. از این عنصر برای ساخت اسید فسفریک،... ... فرهنگ لغت دانشنامه علمی و فنی

- (فسفر)، P، عنصر شیمیایی گروه V جدول تناوبی، عدد اتمی 15، جرم اتمی 30.97376; سفید غیر فلزی (درخشش در هوا، نقطه ذوب 44.14 درجه سانتیگراد)، قرمز (دمای ذوب 593 درجه سانتیگراد) یا سیاه (دمای ذوب 1000 درجه سانتیگراد). از فسفر در... ... دایره المعارف مدرن

- (لات. فسفر) P، عنصر شیمیایی گروه V از سیستم تناوبی مندلیف، عدد اتمی 15، جرم اتمی 30.97376. نام از یونانی. فسفر درخشنده چندین تغییر فسفر سفید ایجاد می کند (چگالی 1.828 g/cm³، نقطه ذوب... ... فرهنگ لغت بزرگ دایره المعارفی

فسفر- (فسفر)، P، عنصر شیمیایی گروه V جدول تناوبی، عدد اتمی 15، جرم اتمی 30.97376; سفید غیر فلزی (درخشش در هوا، نقطه ذوب 44.14 درجه سانتیگراد)، قرمز (نقطه ذوب 593 درجه سانتیگراد) یا سیاه (دمای ذوب 1000 درجه سانتیگراد). از فسفر در... ... فرهنگ لغت دایره المعارف مصور

فسفر- a, m gr. phos light + phoros carrier. یک عنصر شیمیایی رایج که نقش مهمی در زندگی حیوانات و گیاهان دارد. فسفر سفید، قرمز، سیاه. BAS 1. فسفرهای طبیعی و مصنوعی تولید شده وجود دارد... فرهنگ لغت تاریخی گالیسم های زبان روسی

P (lat. Phosphorus * a. phosphorus؛ n. فسفر؛ f. phosphore؛ i. fosforo)، شیمیایی. عنصر گروه V دوره ای است. سیستم مندلیف، at.sci. 15، در. متر 30.97376. فسفر طبیعی با یک ایزوتوپ پایدار، 31P نشان داده می شود. 6 هنر شناخته شده وجود دارد... ... دایره المعارف زمین شناسی

فسفر، فسفر، بسیاری. بدون شوهر (یونانی phosphoros luminiferous) (شیمیایی). یک عنصر شیمیایی، یک ماده به راحتی قابل اشتعال که در تاریکی می درخشد، در برخی مواد معدنی، در استخوان های حیوانات، در بافت های حیوانی و گیاهی یافت می شود. فرهنگ توضیحی اوشاکوف

Ipi Lucifer Prosphorus، Lucifer)، یعنی حامل نور. نام سیاره زهره به عنوان ستاره صبح. به عنوان ستاره شامگاهی او را هسپروس یا وسپر می نامیدند و پسر آسترائوس و ائوس، پدر هسپریدها به حساب می آمد. (

). آنهایی که به دست می آیند به کندانسورهای آبی منتقل می شوند و سپس در گیرنده ای جمع آوری می شوند که در زیر لایه ای از آن مواد مذاب جمع می شود.

یکی از روش هایی که برای بدست آوردن PH 3 استفاده می شود، حرارت دادن با آب قوی است. به عنوان مثال، مطابق با معادله:

8P + ZBa(OH) 2 + 6H 2 O = 2РН 3 + ZBa(H 2 PO 2) 3

HgCl 2 + H 3 PO 2 + H 2 O = H 3 PO 3 + Hg + 2HCl

دومی یک جرم سفید و کریستالی است (mp 24 درجه سانتیگراد، bp 175 درجه سانتیگراد). تعاریف آن به فرمول دوگانه (P 4 O 6 ) منتهی می شود که با فرمول نشان داده شده در شکل aa مطابقت دارد. 125 ساختار فضایی.

P 2 O 3 + ZN 2 O = 2H 3 PO 3

همانطور که از مقایسه بالا مشاهده می شود، غنی ترین اسید ارتو است که معمولاً به سادگی اسید فسفریک نامیده می شود. هنگامی که گرم می شود، شکافته شدن رخ می دهد و فرم های پیرو و متا به طور متوالی تشکیل می شوند:

2H 3 PO 4 = H 2 O + H 4 R 2 O 7

H 4 P 2 O 7 = H 2 O + 2HPO 3

ZR + 5HNO 3 + 2H 2 O = ZH 3 PO 4 + 5NO

در مقیاس تولید، H 3 PO 4 از P 2 O 5 تشکیل شده در طی احتراق (یا آن) به دست می آید، بی رنگ است، در (MP 42 درجه سانتی گراد) منتشر می شود. معمولاً به صورت 85 درصد آبی با قوام شربت غلیظ فروخته می شود. بر خلاف سایر مشتقات H 3 PO 4 سمی نیست. خاصیت اکسید کننده اصلاً مشخصه آن نیست.

NaH 2 PO 4 [فسفات اولیه]

Na 2 HPO 4 [فسفات ثانویه]

Na 3 PO 4 [فسفات سوم]

Ca 3 (PO 4) 2 + 4 3 PO 4 = 3 Ca (H 2 PO 4) 2

گاهی اوقات در عوض H3PO 4 خنثی می شود و به اصطلاح. (CaHRO 4 · 2H 2 O) که هم خوب است. در بسیاری از خاک ها (دارای طبیعت اسیدی) به خوبی توسط گیاهان مستقیماً از آسیاب ریز جذب می شود

• نامگذاری - P (فسفر)؛
• دوره - III;
• گروه - 15 (Va);
• جرم اتمی - 30.973761;
• عدد اتمی - 15؛
• شعاع اتمی = 128 pm;
• شعاع کووالانسی = 106 pm;
• توزیع الکترون - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ;
• دمای ذوب = 44.14 درجه سانتی گراد;
• نقطه جوش = 280 درجه سانتیگراد؛
• الکترونگاتیوی (طبق نظر پاولینگ/طبق نظر آلپرد و روخوف) = 2.19/2.06;
• حالت اکسیداسیون: +5، +3، +1، 0، -1، -3.
• چگالی (شماره) = 1.82 گرم بر سانتی متر 3 (فسفر سفید)؛
• حجم مولی = 17.0 سانتی متر 3 / مول.

ترکیبات فسفر:

فسفر (آورنده نور) اولین بار توسط کیمیاگر عرب احد بهیل در قرن دوازدهم بدست آمد. از بین دانشمندان اروپایی، اولین کسی که فسفر را کشف کرد، هنیگ برانت آلمانی در سال 1669 بود، در حالی که آزمایشاتی را با ادرار انسان انجام داد تا از آن طلا استخراج کند (دانشمند معتقد بود که رنگ طلایی ادرار ناشی از وجود ذرات طلا است. ). کمی بعد، فسفر توسط I. Kunkel و R. Boyle به دست آمد - دومی آن را در مقاله خود "روش تهیه فسفر از ادرار انسان" توصیف کرد (14 اکتبر 1680؛ کار در سال 1693 منتشر شد). لاووازیه بعدها ثابت کرد که فسفر یک ماده ساده است.

محتوای فسفر در پوسته زمین 0.08٪ وزنی است - این یکی از رایج ترین عناصر شیمیایی در سیاره ما است. به دلیل فعالیت زیاد، فسفر در حالت آزاد در طبیعت وجود ندارد، اما تقریباً در 200 ماده معدنی قرار دارد که رایج ترین آنها آپاتیت Ca 5 (PO 4) 3 (OH) و فسفوریت Ca 3 (PO 4) است. 2.

فسفر نقش مهمی در زندگی حیوانات، گیاهان و انسان دارد - این بخشی از ترکیبات بیولوژیکی مانند فسفولیپیدها است و همچنین در پروتئین ها و سایر ترکیبات آلی مهم مانند DNA و ATP وجود دارد.

برنج. ساختار اتم فسفر

اتم فسفر حاوی 15 الکترون است و دارای یک پیکربندی الکترونیکی از سطح ظرفیت بیرونی مشابه نیتروژن است (3s 2 3p 3)، اما فسفر در مقایسه با نیتروژن دارای خواص غیرفلزی کمتری است که با حضور یک اوربیتال آزاد d توضیح داده می شود. شعاع اتمی بزرگتر و انرژی یونیزاسیون کمتر.

هنگام واکنش با سایر عناصر شیمیایی، اتم فسفر می تواند حالت اکسیداسیون را از 5+ تا 3- نشان دهد (معمولی ترین حالت اکسیداسیون 5+ است، بقیه کاملاً نادر هستند).

• +5 - اکسید فسفر P 2 O 5 (V); اسید فسفریک (H3PO4)؛ فسفات ها، هالیدها، سولفیدهای فسفر V (نمک های اسید فسفریک)؛
• +3 - P 2 O 3 (III); اسید فسفر (H 3 PO 3 )؛ فسفیت ها، هالیدها، سولفیدهای فسفر III (نمک های اسید فسفر)؛
• 0 - P;
• -3 - فسفین PH 3; فسفیدهای فلزی

در حالت زمین (تحریک نشده) اتم فسفر در سطح انرژی بیرونی، دو الکترون جفتی در زیرسطح s + 3 الکترون جفت نشده در اوربیتال های p وجود دارد (اوربیتال d آزاد است). در حالت برانگیخته، یک الکترون از زیرسطح s به اوربیتال d حرکت می کند که قابلیت های ظرفیت اتم فسفر را گسترش می دهد.

برنج. انتقال اتم فسفر به حالت برانگیخته.

P2

دو اتم فسفر با هم ترکیب می شوند و مولکول P2 را در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد تشکیل می دهند.

در دماهای پایین تر، فسفر در مولکول های P4 چهار اتمی و همچنین در مولکول های پلیمری P∞ پایدارتر وجود دارد.

تغییرات آلوتروپیک فسفر:

• فسفر سفید- بسیار سمی (دوز کشنده فسفر سفید برای بزرگسالان 0.05-0.15 گرم است) ماده مومی با بوی سیر، بی رنگ، درخشان در تاریکی (فرایند اکسیداسیون آهسته در P 4 O 6). واکنش پذیری بالای فسفر سفید با پیوندهای ضعیف P-P توضیح داده می شود (فسفر سفید دارای یک شبکه کریستالی مولکولی با فرمول P4 است که در گره های آن اتم های فسفر قرار دارد) که به راحتی می شکند و در نتیجه فسفر سفید، هنگامی که گرم می شود یا در طول ذخیره سازی طولانی مدت، به تغییرات پلیمری پایدارتر تبدیل می شود: فسفر قرمز و سیاه. به این دلایل، فسفر سفید بدون دسترسی به هوا در زیر لایه ای از آب تصفیه شده یا در محیط های بی اثر خاص ذخیره می شود.
• فسفر زرد- ماده ای قابل اشتعال و بسیار سمی است که در آب حل نمی شود، به راحتی در هوا اکسید می شود و خود به خود مشتعل می شود، در حالی که با شعله سبز روشن و خیره کننده با انتشار دود غلیظ سفید می سوزد.
• فسفر قرمز- یک ماده پلیمری نامحلول در آب با ساختار پیچیده که کمترین واکنش پذیری را دارد. فسفر قرمز به طور گسترده ای در تولید صنعتی استفاده می شود، زیرا آنقدر سمی نیست. از آنجایی که در هوای آزاد فسفر قرمز که رطوبت را جذب می کند، به تدریج اکسید می شود و یک اکسید رطوبت سنجی ("نم") تشکیل می دهد و اسید فسفریک چسبناک را تشکیل می دهد، بنابراین، فسفر قرمز در یک ظرف مهر و موم شده ذخیره می شود. در مورد خیساندن، فسفر قرمز با شستن با آب از بقایای اسید فسفریک پاک می شود، سپس خشک می شود و برای هدف مورد نظر استفاده می شود.
• فسفر سیاه- یک ماده گرافیت مانند چرب به لمس با رنگ خاکستری سیاه، با خواص نیمه هادی - پایدارترین اصلاح فسفر با واکنش پذیری متوسط.
• فسفر فلزیاز فسفر سیاه تحت فشار بالا به دست می آید. فسفر فلزی جریان الکتریکی را به خوبی هدایت می کند.

خواص شیمیایی فسفر

از بین تمام تغییرات آلوتروپیک فسفر، فعال ترین آن فسفر سفید است (P 4). غالباً در معادله واکنش های شیمیایی به سادگی P می نویسیم نه P4. از آنجایی که فسفر مانند نیتروژن دارای انواع مختلفی از حالت های اکسیداسیون است، در برخی واکنش ها یک عامل اکسید کننده و در برخی دیگر یک عامل کاهنده است، بسته به موادی که با آنها تعامل دارد.

اکسیداتیوفسفر خواص خود را در واکنش‌هایی با فلزات نشان می‌دهد که هنگام گرم شدن برای تشکیل فسفید رخ می‌دهد:
3Mg + 2P = Mg 3 P 2.

فسفر است عامل کاهندهدر واکنش ها:

• با نافلزات الکترونگاتیو بیشتر (اکسیژن، گوگرد، هالوژن):
  • ترکیبات فسفر (III) در صورت کمبود عامل اکسید کننده تشکیل می شوند
    4P + 3O 2 = 2P 2 O 3
  • ترکیبات فسفر (V) - با مازاد: اکسیژن (هوا)
    4P + 5O 2 = 2P 2 O 5
• با هالوژن ها و گوگرد، فسفر بسته به نسبت معرف هایی که در کمبود یا بیش از حد مصرف می شوند، هالیدها و سولفید فسفر 3 یا 5 ظرفیتی ایجاد می کند:
  • 2P+3Cl 2 (هفته) = 2PCl 3 - کلرید فسفر (III)
  • 2P+3S (هفته) = P 2 S 3 - سولفید فسفر (III)
  • 2P+5Cl2(g) = 2PCl 5 - کلرید فسفر (V)
  • 2P+5S(g) = P 2 S 5 - سولفید فسفر (V)
• با اسید سولفوریک غلیظ:
  2P+5H 2 SO 4 = 2H 3 PO 4 +5SO 2 +2H 2 O
• با اسید نیتریک غلیظ:
  P+5HNO 3 = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
• با اسید نیتریک رقیق:
  3P+5HNO 3 +2H 2 O = 3H 3 PO 4 +5NO

فسفر هم به عنوان یک عامل اکسید کننده و هم به عنوان یک عامل کاهنده در واکنش ها عمل می کند عدم تناسببا محلول های آبی قلیایی ها هنگام گرم شدن، هیپوفسفیت ها (به جز فسفین) هیپوفسفیت ها (نمک های اسید هیپوفسفر) را تشکیل می دهند که در آن حالت اکسیداسیون غیر مشخصی از +1 نشان می دهد:
4P 0 +3KOH+3H 2 O = P -3 H 3 +3KH 2 P +1 O 2

باید به خاطر داشته باشید: فسفر با اسیدهای دیگر واکنش نمی دهد، به جز واکنش های ذکر شده در بالا.

تولید و استفاده از فسفر

فسفر به صورت صنعتی با احیای آن با کک از فسفریت ها (فلوراپاتات ها) که شامل فسفات کلسیم است، با کلسینه کردن آنها در کوره های الکتریکی در دمای 1600 درجه سانتی گراد با افزودن ماسه کوارتز تولید می شود.
Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

در مرحله اول واکنش، تحت تأثیر دمای بالا، اکسید سیلیکون (IV) اکسید فسفر (V) را از فسفات جابجا می کند:
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + P 2 O 5.

سپس اکسید فسفر (V) توسط زغال سنگ به فسفر آزاد تبدیل می شود:
P 2 O 5 + 5C = 2P + 5CO.

کاربرد فسفر:

• آفت کش ها؛
• مسابقات؛
• مواد شوینده؛
• رنگ ها؛
• نیمه هادی ها

ویژگی های فسفر

1. موقعیت عناصر شیمیایی و ساختار اتم در جدول تناوبی.

آر– فسفر –

2. فسفر به عنوان یک ماده ساده.

t خنک کننده

الف) آماده سازی: 1. Ca3(PO4)2 + SiO2 + C → CaSiO3 + CO + P2 P2 → P4 (فسفر سفید)

250-300 درجه سانتی گراد 200-220 درجه سانتی گراد، ص

2. Rwhite → Rred. 3. Rwhite → Rblack.

ب) خواص فیزیکی تغییرات آلوتروپیک:

ج) خواص شیمیایی:

در پوسته زمین - 0.1٪، مهمترین مواد معدنی فسفوریت (Ca5(PO4)3(OH، CO3))، آپاتیت (Ca5(PO4)3(F، Cl)) هستند.

در پوشش گیاهی - در پروتئین های دانه؛

در موجودات حیوانی: در پروتئین های شیر، خون، مغز و بافت های عصبی، در استخوان ها (3Ca3(PO4)2 Ca(OH)2 و 3Ca3(PO4)2 CaCO3 H2O)، در DNA، RNA (ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی)، ATP (مسئول متابولیسم انرژی).

ه) استفاده از فسفر و ترکیبات آن: کبریت. تولید نیمه هادی ها (GaP، InP)، کودها، ترکیبات ارگانوفسفره (دی کلرووس، کاربوفوس، علف کش ها، گازهای عصبی و غیره)، نرم کننده های آب، مواد رسوب زدایی (ضد رسوب).

و) اقدامات احتیاطی هنگام کار با فسفر و ترکیبات آن:

اجتناب از مصرف شیر و چربی؛

در صورت مسمومیت از آتروپین، محلول پرمنگنات پتاسیم و قهوه استفاده می شود.

درس آزاد شیمی با موضوع:

"فسفر، معنی، خواص و کاربرد آن."

اهداف درس: 1. ساختار و خواص فسفر را در نظر بگیرید.

2. تعیین نقش فسفر در طبیعت، در زندگی مردم و اقتصاد ملی.

3. دانش دانش آموزان را در مورد شیمی معدنی آزمایش کنید.

4. ارتباطات بین رشته ای (شیمی، زیست شناسی، تاریخ، ادبیات) را آشکار کنید.

5. ترویج توسعه علاقه به علوم شیمی.

تجهیزات و معرف ها:لوله آزمایش، میله شیشه ای، قاشق برای سوزاندن مواد، استوانه شیشه ای، فنجان، چراغ الکلی، پشم پنبه، فلاسک، فسفر قرمز، اکسیژن، آب، نیترات نقره، نشانگر.

معلم:موضوع درس امروز "فسفر، معنی، خواص و کاربردهای آن" است.

همه شما احتمالاً فیلم را تماشا کرده اید یا اثر کانن دویل "سگ باسکرویل" را خوانده اید، جایی که می توانید در مورد این عنصر بشنوید. (ما گزیده ای از فیلم را درج می کنیم).

امروز باید بفهمیم که آیا واقعاً فسفر بوده است، آیا می توان از آن برای درخشندگی استفاده کرد؟ هنوز چه خواص مفید و مضری دارد و در کجای زندگی روزمره با آن یا ترکیبات آن مواجه می شویم؟ در ضمن خواص غیر فلزات را در رابطه با فسفر تکرار می کنیم. برگه هایی که در طول این درس با آنها کار خواهیم کرد، پیش روی شماست.

برای شروع، با استفاده از جدول تناوبی عناصر شیمیایی، ساختار اتم ها و موقعیت آن در سیستم را مشخص می کنیم.

پاسخ دانش آموز:فسفر در دوره سوم و در گروه پنجم زیرگروه اصلی قرار دارد.

نتیجه‌گیری: فسفر می‌تواند خواص اکسیدکننده و احیاکننده داشته باشد و ترکیباتی با حالت‌های اکسیداسیون -3+3+5 تشکیل دهد.

بیایید اکنون فسفر را به عنوان یک ماده ساده توصیف کنیم.

فسفر به عنوان یک ماده ساده

معلم:بسیاری از تغییرات آلوتروپیک را تشکیل می دهد. از این میان فسفر سفید، سیاه و قرمز را در نظر خواهیم گرفت. چطور آن ها را بدست می آوری؟ فسفر عنصر گروه 5 در کنار نیتروژن است. اما چندین قرن زودتر از نسل قبلی خود کشف شد. از قضا چندین بار فسفر کشف شد و هر بار از ادرار به دست آمد. حق کشف متعلق به کیمیاگر آماتور هامبورگ هانیگ برند است. در سال 1669، برند مشغول جستجوی مایعی جادویی بود که بتواند فلزات پایه را به طلا تبدیل کند. ظاهراً معرف ها (مانند زمان ما) بد بودند و او آن را از مقدار زیادی ادرار که قبلاً در پادگان سربازان جمع آوری شده بود دریافت کرد. پس از پردازش آن، متوجه تشکیل دود سفید شد که بر روی دیواره رگ نشسته و در تاریکی به شدت می درخشد. فسفر در زبان یونانی به معنای "حامل نور" است. "دستور العمل آماده سازی" فسفر در شدیدترین حالت محرمانه نگهداری می شد. حتی در سال 1680، مستقل از برند، فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی رابرت بویل، فسفر را جدا کرد، اما آشکارا نحوه انجام آن را منتشر نکرد. اما این ثروت نه برند و نه بویل را به ارمغان نیاورد. این فقط توسط کلاهبرداران باهوش امکان پذیر شد که موفق شدند راز به دست آوردن فسفر را از آنها کشف کنند. در سال 1774، کارل ویلهلم شیل، شیمیدان و داروساز سوئدی، استخراج فسفر از شاخ و استخوان حیوانات را توسعه داد. امروزه فسفر در کوره های الکتریکی با احیای فسفات کلسیم با زغال سنگ در حضور سیلیس تولید می شود. بیایید به این واکنش نگاه کنیم و آن را برابر کنیم.

t =1600 درجه خنک کننده

1. Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 5CO + P2 P2 → P4 (فسفر سفید) [ ضرایب توسط دانش آموز تعیین می شود]

250-300 درجه سانتی گراد 200-220 درجه سانتی گراد، ص

2. Rwhite → Rred. 3. Rwhite → Rblack (ما فسفر سیاه را در درس نخواهیم دید، اما خواص آن شبیه به رنگ قرمز است)

خواص فیزیکی فسفر

بیایید یک توصیف مقایسه ای از خواص فیزیکی فسفر انجام دهیم و ببینیم که چگونه این خواص با ساختار مرتبط هستند.

پاسخ دانش آموز:فسفر سفید در مقایسه با قرمز و سیاه دارای شبکه کریستالی ضعیفی است، بنابراین کمترین مقادیر فیزیکی و بیشترین فعالیت شیمیایی را دارد.

معلم:در واقع، بیایید به نقطه ذوب و چگالی در جدول نگاه کنیم. برای فسفر سفید، این شاخص ها پایین ترین هستند، علاوه بر این، فسفر سفید در دی سولفید کربن حل می شود و بقیه در هیچ چیز حل نمی شوند.

برای اثبات واکنش پذیری بالا، آزمایشی انجام می دهیم: از فسفر قرمز، فسفر سفید می گیریم و وقتی میله شیشه ای را که فسفر سفید روی آن نشسته است خارج می کنیم، می بینیم که خود به خود مشتعل می شود. بیایید در جدول ظاهر فسفر قرمز و سفید و همچنین فعالیت شیمیایی آنها را بنویسیم. چه فسفری می تواند بدرخشد و با چه نوری؟ آیا سگ را می توان با فسفر سفید آغشته کرد اگر چنین خواصی داشته باشد؟

پاسخ دانش آموز:فسفر سفید، آبی کم رنگ. خیر

معلم:با در نظر گرفتن خواص فیزیکی، بیایید به خواص شیمیایی برویم.

خواص شیمیایی فسفر

درخشندگی و خودسوزی فسفر به دلیل تعامل آن با اکسیژن رخ می دهد. ما آزمایشی انجام می دهیم: فسفر را در اکسیژن خالص می سوزانیم، سپس آب را به این ظرف اضافه می کنیم، درب آن را می بندیم و تکان می دهیم تا دود کاملا حل شود، محلول حاصل را به دو لوله آزمایش تقسیم می کنیم، یک نشانگر را به یکی اضافه می کنیم و یک نیترات نقره را اضافه می کنیم. راه حل برای دیگری چه واکنش هایی را مشاهده کردید؟

پاسخ دانش آموز:فسفر وقتی می سوزد، اکسید فسفر (V) را تشکیل می دهد که وقتی در آب حل شود اسید فسفریک تولید می کند. در حالت اول، رنگ نشانگر را تغییر می دهد، در حالت دوم، با نیترات نقره تعامل می کند و فسفات نقره را تشکیل می دهد.

معلم:بیایید با معادلات به جدول برگردیم و اولین واکنش را تجزیه و تحلیل کنیم. این زنجیره تبدیل در جدول نوشته شده است که باید معادلات واکنش را در خانه بنویسید. این یون نقره است که یک معرف با کیفیت بالا برای اسید فسفریک و نمک های آن است.

دیده اید که اکسید فسفر (V) به صورت دود غلیظ سفید تولید می شود. در طول جنگ جهانی دوم، از این واکنش برای ایجاد پرده های دود استفاده شد. در سالهای اول جنگ دستور سازماندهی تولید مواد حاوی فسفر و بر اساس آنها مواد محترقه برای سلاح های ضد تانک صادر شد. در کارخانه آزمایشی مؤسسه تحقیقات کودها و حشره کش ها، که مدیر آن در طول جنگ، بزرگترین فن شناس شیمی شوروی سمیون ایزاکوویچ ولفکوویچ بود، تولید آلیاژهای فسفر و گوگرد ایجاد شد که در بطری های شیشه ای ریخته می شد و به عنوان خدمت می کردند. "بمب های ضد تانک آتش زا". اما ساخت و پرتاب چنین بمب هایی خطرناک بود. قبلاً در سال 1942، ولفکوویچ و همکارانش شرایطی را ایجاد کردند که خطر ساخت، حمل و نقل و استفاده از این بمب ها را از بین برد. او تولید فسفر را در کوره های بلند در کارخانه های متالورژی در اورال توسعه داد و سازمان داد. برای مبارزه با آتش سوزی های متعدد ناشی از بمب های پرتاب شده توسط هواپیماهای دشمن، به پیشنهاد ولفکوویچ، محلول های خاصی از نمک های اسید فسفریک ساخته شد. تعامل فسفر با گوگرد و فسفر با کلر را در خانه کامل خواهید کرد.

علاوه بر این، فسفر با مواد اکسید کننده پیچیده واکنش می دهد. با استفاده از تراز الکترونیکی آن را متعادل کنید. واکنش پیشنهادی در جدول زمانی رخ می دهد که کبریت ها روشن می شوند. سطح سوختن قوطی کبریت با مخلوطی از فسفر قرمز و مواد دیگر (پودر شیشه، سولفید آنتیموان (III)، اکسید آهن (III) (که رنگ می دهد)، کربنات کلسیم پوشانده شده است. سر کبریت متشکل از عوامل اکسید کننده مانند نمک بالشتک و غیره (اکسید منگنز (IV)، دی کرومات پتاسیم) و مواد قابل احتراق (گوگرد، فسفر (III) سولفید و چسب‌های مختلف حیوانی و گیاهی، پودر شیشه و اکسید آهن (III) است. ). سعی کنید دریابید که چه مواد دیگری در کبریت های مدرن گنجانده شده است.

در اواسط قرن 19، کبریت های فسفری اختراع شد که از فسفر سفید، نمک برتوله و چسب تشکیل شده بود. آنها هنگام مالش دادن به هر سطح ناهموار آتش گرفتند. این امر منجر به آتش سوزی شد و موارد مسمومیت در حین تولید آنها نیز ثبت شد. این کبریت ها توسط خودکشی ها نیز استفاده می شد، زیرا برای دریافت دوز کشنده کافی بود چند سر بخورید و این کبریت ها کنار گذاشته شد.

چگونه عامل اکسید کننده فسفر با فلزات تعامل می کند و فسفید می سازد؟ از این واکنش ها برای تولید مواد نیمه هادی استفاده می شود. ما یک معادله را با شما در کلاس تحلیل می کنیم و دیگری را در خانه تکمیل می کنیم.

در پوسته زمین - 0.1٪، مهمترین مواد معدنی فسفوریت (Ca5(PO4)3(OH,CO3))، آپاتیت (Ca5(PO4)3(F,Cl)) هستند. علاوه بر این مواد معدنی، یک ماده معدنی بسیار زیبا در طبیعت یافت می شود - فیروزه (فسفات آبی مس و آلومینیوم، افسانه های زیبایی در مورد آن وجود دارد). (فیلم سینما)

به جدول نگاه کنید، فسفر در کجای گیاهان و جانوران یافت می شود؟

دانشجو:گیاهان حاوی فسفر در پروتئین های دانه هستند.

در موجودات حیوانی: در پروتئین های شیر، خون، مغز و بافت های عصبی، در استخوان ها (3Ca3(PO4)2 Ca(OH)2 و 3Ca3(PO4)2 CaCO3 H2O)، در DNA، RNA (ذخیره و انتقال اطلاعات ارثی)، ATP (مسئول متابولیسم انرژی).

معلم:اطلاعات دقیق تر در مورد DNA، RNA و ATP را می توانید در کتاب درسی در §27 مطالعه کنید. غنی ترین فسفر ماهی (180 میلی گرم در 100 گرم)، لوبیا (540 میلی گرم در 100 گرم) و برخی از انواع پنیر، به ویژه پنیر فرآوری شده (تا 600 میلی گرم در هر 100 گرم) است. ما باید تعادلی را بین مقدار فسفر و کلسیم مصرفی حفظ کنیم: نسبت بهینه این عناصر در غذا 1.5 به 1 است. غذاهای غنی از فسفر اضافی منجر به شسته شدن کلسیم از استخوان ها می شود و با کلسیم اضافی، سنگ کلیه ایجاد می شود.

فسفر و ترکیبات آن در کجا استفاده می شود؟

کاربرد فسفر و ترکیبات آن.

دانشجو:از فسفر در ساخت کبریت ها و نیمه هادی ها استفاده می شود. از ترکیبات آن به عنوان کودهای فسفر نیز استفاده می شود.

معلم:کودها باعث باردهی گیاهان می شوند. از آنجایی که اکثر ترکیبات فسفر نامحلول هستند، بهتر است قبل از زمستان که پوسیدگی اتفاق می افتد و اسید گلوتامیک تولید می شود، از کود استفاده شود که فسفات های نامحلول را به دی هیدروژن فسفات های محلول تبدیل می کند (گیاهان فقط می توانند محلول ها را جذب کنند). ترکیبات فسفر برای نرم کردن آب و همچنین برای حذف رسوب آهک استفاده می شود. برای مبارزه با حشرات مضر از مواد ارگانوفسفره یعنی کربوفوس، کلروفوس، دی کلروووس، علف کش ها برای از بین بردن علف های هرز استفاده می شود. مواد ارگانوفسفره نیز گروهی از "سموم عصبی" (سارین، تابون، گاز VX) هستند و توسط بسیاری از ارتش ها استفاده می شود. مکانیسم اثر از بین بردن آنزیمی است که مسئول هدایت عصبی در سیستم عصبی مرکزی و محیطی است. این گازها در طول جنگ بزرگ میهنی به دست آمدند. اگر یک فروشگاه مواد شیمیایی خانگی آتش بگیرد، خطر تشکیل گازهای عصبی حاوی فسفر وجود دارد، بنابراین باید اقدامات احتیاطی را بدانید.

اقدامات احتیاطی هنگام کار با فسفر و ترکیبات آن.

از لبنیات و چربی باید خودداری کرد. هنگامی که فسفر مذاب وارد بدن می شود، سوختگی رخ می دهد. در صورت سوختگی، ناحیه با الکل، سولفات مس و محلول ضعیف پرمنگنات پتاسیم شسته می شود. در صورت مسمومیت با فسفر، قهوه می تواند در صورت مسمومیت شدید، القای استفراغ، نوشیدن محلول ضعیف پرمنگنات پتاسیم و انجام یک دوره درمانی با آتروپین کمک کند.

نتیجه:بنابراین، ما به فسفر، خواص و اهمیت آن نگاه کردیم. برای تقویت این، بیایید یک بازی انجام دهیم. ما به سه تیم در ردیف تقسیم می شویم. از هر تیم 3 سوال پرسیده می شود. برای هر پاسخ صحیح 1 امتیاز تعلق می گیرد. تیم برنده یک امتیاز بیشتر در کار مستقل آینده در درس بعدی دریافت خواهد کرد.

پرسش ها

1. کدام فسفر سمی است و می درخشد؟

2. ترکیبات فسفر با فلز چه نامیده می شوند؟

3. چه معرف می تواند اسید فسفریک و نمک های آن را تشخیص دهد؟

4. چگونه فسفر قرمز بدست آوریم؟

5. هنگام کار با فسفر از چه چیزهایی باید اجتناب کنم؟

6. فسفر در ترکیبات چه حالت های اکسیداسیونی می تواند داشته باشد؟

7. چه زمانی بهتر است از کودهای فسفر استفاده کنیم؟

8. در طول جنگ جهانی دوم از فسفر در کجا استفاده می شد؟

9. کدام فسفر شبیه گرافیت است؟