Фосфор: строение и свойства

Содержание

Слайд 2

Строение атома фосфора

Строение атома фосфора

Слайд 3

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ 0 2 8 5 P+ = 15 ē =

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ

0

2

8

5

P+ = 15

ē = 15

n = 16

1S2

2S2

2p6

3S2

3p3

3d0

Валентные возможности:

Краткая электронная запись

-

1S2

2S2

2p6

3S2

3p3

3S1

3d1

III ;

V

Слайд 4

Общая характеристика. неметалл, Ar=31 V группа, главная подгруппа 3 период, 3

Общая характеристика.

неметалл,
Ar=31
V группа, главная подгруппа
3 период, 3 ряд
степени окисления -3.0,+1,+3,+5.
оксиды

Р2О3 и Р2О5 - оба оксида кислотные
Кислоты:
H 3PO3 –фосфористая кислота H3PO4 –фосфорная кислота
летучее водородное соединение РН3-газ фосфин ( связь ковалентная почти неполярная)

Р Фосфор
( Phosphorus-Cветоносец)


Слайд 5

АЛЛОТРОПИЯ t 2000C Конденсация паров .

АЛЛОТРОПИЯ

t 2000C

Конденсация паров

.

Слайд 6

Кристаллические решётки Рис. 1 Строение белого и красного фосфора Рис. 2

Кристаллические решётки

Рис. 1 Строение белого и красного фосфора
Рис. 2 Строение фиолетового

(1) и чёрного (2,3 – разные проекции) фосфора
Слайд 7

Воскообразное, прозрачное вещество с характерным запахом, в присутствии примесей - следов

Воскообразное, прозрачное вещество с характерным запахом, в присутствии примесей - следов

красного Фосфора, мышьяка, железа и т. п. - окрашен в желтый цвет. Температура плавления 44,1 °С. Медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение). Белый фосфор активен химически и весьма ядовит.

БЕЛЫЙ ФОСФОР

Слайд 8

Темно-малиновый порошок. Нерастворим в воде и сероуглероде. Химическая активность значительно ниже,

Темно-малиновый порошок. Нерастворим в воде и сероуглероде. Химическая активность значительно ниже,

чем у белого. На воздухе окисляется медленно, не светится в темноте. Самовоспламеняется при трении или ударе. При нагревании превращается в пар, при охлаждении которого образуется в основном белый фосфор. Ядовитость красного фосфора в тысячи раз меньше, чем у белого.

КРАСНЫЙ ФОСФОР

.

Слайд 9

Чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее

Чёрное вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь и весьма похожее

на графит. Не растворим в воде или органических растворителях. Поджечь чёрный фосфор можно, только предварительно сильно раскалив в атмосфере чистого кислорода до 400 °С. Удивительным свойством чёрного фосфора является его способность проводить электрический ток и свойства полупроводника. Температура плавления чёрного фосфора 1000 °С под давлением 18·105 Па.

ЧЕРНЫЙ ФОСФОР

*

БОРТНИКОВА Г.В.

Слайд 10

В одно колено сосуда Ландольта поместим немного красного фосфора. Закроем отверстие

В одно колено сосуда Ландольта поместим немного красного фосфора. Закроем отверстие

сосуда плотным комком ваты. Закрепим сосуд Ландольта в штативе. Нагреем колено. Через некоторое время наблюдаем, как белый фосфор конденсируется на холодных стенках второго колена. Цвет фосфора не белый, а оранжевый, что обусловлено примесями красного фосфора. После остывания сосуда опускаем в него металлическую проволоку. Частицы белого фосфора загораются на воздухе.
Оборудование: сосуд Ландольта, горелка, штатив, вата.
Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу. После проведения опыта залить сосуд Ландольта насыщенным раствором медного купороса.

АЛЛОТРОПИЯ

Переход красного фосфора в белый

Слайд 11

Сравнение свойств разновидностей фосфора

Сравнение свойств разновидностей фосфора

Слайд 12

Итоги торгов

Итоги торгов

Слайд 13

Нахождение в природе. Содержание фосфора в земной коре составляет 9,3·10-2 (по

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 Ca3(PO4)2 и аппатит 3Ca3(PO4)2·CaF2.
Кроме того, фосфор входит в состав белковых веществ, а также костей и зубов.
Слайд 14

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Апатит Формула Са5[PO4]3(F,Cl,ОН) Цвет белый, зеленый, сине-зеленый, голубой, фиолетовый,

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Апатит

Формула Са5[PO4]3(F,Cl,ОН)
Цвет белый, зеленый, сине-зеленый, голубой, фиолетовый, редко красный


Блеск Стеклянный до жирного
Прозрачность Прозрачный, просвечивающий Плотность 3,2—3,4 г/см³

.

Апатит

Слайд 15

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Формула (Са5(РО4)3Сl или Са5(РО4)3F Цвет беловатый, сероватый, желтоватый или

ПРИРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Формула
(Са5(РО4)3Сl или Са5(РО4)3F
Цвет беловатый, сероватый, желтоватый или бурый
Прозрачность Непрозрачный,

Плотность 5 г/см³

Фосфорит

Слайд 16

Получение. Фосфор получают в электрических печах по реакции: Ca3(PO4)2 + 5C+

Получение.

Фосфор получают в электрических печах по реакции:
Ca3(PO4)2 + 5C+ 3SiO2

= 2P+ 3CaSiO3 + 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.) → P (красн.),
(t = 280-340 °C)
Слайд 17

Черный фосфор получают из белого нагреванием при 200 °C и давлении

Черный фосфор получают из белого нагреванием при 200 °C и давлении

1,2·106 кПа или в присутствии Hg (катализатора) при обычном давлении.
Слайд 18

Физические свойства. Белый фосфор Он чрезвычайно ядовит ! Мягкое, бесцветное, воскообразное

Физические свойства.

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).
Слайд 19

Красный фосфор Не ядовит! в зависимости от способов получения обладает различными

Красный фосфор

Не ядовит!

в зависимости от способов получения обладает различными свойствами.

Например, его плотность изменяется в интервале
2-2,4 г/см3, температура плавления 585-600 °C, цвет от темно-коричневого до красного и фиолетового. Красный фосфор практически не растворяется ни в одном растворителе,
в темноте не светится
Слайд 20

Белый фосфор горит в кислороде. Удивительно, что это может происходить и

Белый фосфор горит в кислороде. Удивительно, что это может происходить и

под водой. Нагреем фосфор в пробирке с водой до начала плавления фосфора. Подадим кислород в пробирку с расплавленным фосфором. Соприкоснувшись с пузырьками кислорода, белый фосфор загорается.
P4 + 5O2 = 2 P2O5
Оборудование: газометр, стакан химический, пробирка.
Техника безопасности. Опыт следует проводить под тягой. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Горение белого фосфора

.

Слайд 21

Безводная азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому она легко взаимодействует с

Безводная азотная кислота – сильный окислитель. Поэтому она легко взаимодействует с

красным и белым фосфором. Реакция с белым фосфором протекает очень бурно. Иногда она сопровождается взрывом. В небольшую пробирку осторожно нальем немного азотной кислоты. В целях безопасности поместим пробирку в стакан. Осушим кусочек белого фосфора и бросим в пробирку с кислотой. Через несколько секунд белый фосфор расплавляется и энергично сгорает. Продуктами взаимодействия белого фосфора с кислотой являются метафосфорная кислота, оксиды азота и вода.
Р4 + 20 НNО3 = 4 НРО3 + 20 NО2 + 8 Н2О
Оборудование: стакан толстостенный, закрепленная в стакане пробирка, пинцет, скальпель, фильтровальная бумага.
Техника безопасности. Опыт должен проводиться под тягой и в защитных перчатках. Соблюдать правила обращения с концентрированными кислотами и с белым фосфором. Не допускать попадания фосфора на кожу.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Взаимодействие с азотной кислотой

.

Слайд 22

Красный фосфор при нагревании взаимодействует с активными металлами. Смешаем опилки кальция

Красный фосфор при нагревании взаимодействует с активными металлами. Смешаем опилки кальция

с порошком красного фосфора. Поместим смесь в стеклянную трубку. Нагреем смесь. Взаимодействие фосфора с кальцием сопровождается вспышками. В результате реакции образуется фосфид кальция – твердое вещество светло-коричневого цвета.
3Ca + 2P = Ca3P2
Часть красного фосфора при нагревании и от теплоты протекающей реакции превращается в белый фосфор. Пары белого фосфора загораются при выходе из трубки.
Оборудование: штатив, трубка стеклянная, горелка, палочка стеклянная.
Техника безопасности. Соблюдать правила обращения с белым фосфором. Не допускать попадания белого фосфора на кожу. Опыт проводить под тягой.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Взаимодействие с кальцием

Слайд 23

ОКСИДЫ ФОСФОРА P2O5 - оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид), в парообразном

ОКСИДЫ ФОСФОРА P2O5 - оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид),
в парообразном состоянии

имеет состав P4O10. 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 + 5O2(изб.) = 2P2O5

Это кислотный оксид
( вспомни свойства кислотных оксидов). При соединении с водой образует две кислоты:

Слайд 24

P2O5+H2O = 2 HPO3 метафосфорная кислота P2O5+3H2O = 2H3PO4 ортофосфорная кислота

P2O5+H2O = 2 HPO3
метафосфорная кислота
P2O5+3H2O = 2H3PO4
ортофосфорная

кислота
Слайд 25

применение Применяют оксид фосфора (V) для осушки газов и жидкостей, не

применение

Применяют оксид фосфора (V) для осушки газов и жидкостей, не реагирующих

с ним, для получения фосфорных кислот, оксид фосфора является компонентом фосфатных стекол.
Слайд 26

P2O3 (P4O6) - оксид фосфора (III) (фосфористый ангидрид), температура плавления -23,9

P2O3 (P4O6) - оксид фосфора (III) (фосфористый ангидрид),

температура плавления -23,9

°C,
температура кипения- 175,4 °C,
плотность -
2,135 г/см3.

Получают его окислением фосфора кислородом воздуха:
P4 + 3O2 (нед.) = P2O6.

Это кислотный оксид:
P2O3 + 3H2O = 2H3PO3.

Слайд 27

ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА H3РO4 - трехосновная минеральная кислота. 2.Физические свойства: Безводная ортофосфорная

ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА

H3РO4 - трехосновная минеральная
кислота.
2.Физические свойства:
Безводная ортофосфорная кислота -

это бесцветное кристаллическое вещество, плавящееся при t = 42,35 °C, хорошо растворима в воде.
Слайд 28

Качественная реакция на 3- фосфат ион - PO4 H3PO4 + 3AgNO3

Качественная реакция на 3- фосфат ион - PO4

H3PO4 + 3AgNO3 =>Ag3PO4 +3HNO3

жёлтый осадок
3- +
PO4 + 3Ag => Ag3PO4
жёлтый осадок
Слайд 29

4.Применение. H3PO4 используют для получения фосфорных удобрений, для создания защитных покрытий

4.Применение.

H3PO4 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.
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