Fosfor - kovinski ali nekovinski? Lastnosti elementov

V glavni podskupini pete skupine skupaj z dušikom obstaja tudi fosfor. Ta element lahko štejemo za kovine ali nekovine? V primerjavi z dušikom ima nižjo elektronegativnost, vendar kljub temu pripada aktivnim nemetalom. V tem članku bomo preučili najpomembnejše fizikalne in kemijske lastnosti fosforja ter določili njegovo uporabo v industriji.

Položaj elementa v periodični tabeli

Fosfor se nanaša na p-elemente, njegov atom ima tri ravni energije. Na zadnjem od teh je pet elektronov, od katerih so trije nerazporejene. V vzbujenem stanju ima P atom pet prostih elektronov. To dejstvo pojasnjuje pojavnost fosforjevih spojin, v katerih ni trivalentna, ampak ima petstopenjsko vrednost, npr. P₂O₅ - fosforjev pentoksid. Nekmetol, zaradi svoje visoke aktivnosti, v naravi ni prisoten v prostem stanju in se pojavlja le v obliki spojin. Naravni element je edina stabilna izotop relativne atomske mase, ki je enaka 31. Fosfor najdemo v mnogih mineralov in kamnin, njena vsebina v sestavi zemeljski skorji 0,08%.

Alotropne spremembe

Različna razporeditev atomov v kristalnih rešetkah snovi povzroči nastanek nekaterih sprememb. Na primer, črni fosfor je zelo podoben grafitu. Je masten na dotik in ima polprevodne lastnosti. V industriji je material pridobljen iz belega fosforja, ki ga segreje na 200 ° C in podvrže tlaku 12.000 atm.

Rdeči fosfor je praškasta, nestrupena snov. V svoji podrobni študiji je bilo ugotovljeno, da je spojina mešanica fosforjevih modifikacij, ki se med seboj razlikujejo po določenih značilnostih, na primer v barvi.

Druga alotropna modifikacija je beli fosfor. Ali je kovinsko ali nekovinsko? Ta snov kaže tipične nekovinske lastnosti, poleg tega pa je zelo strupena. Nastaja se s koncentriranjem fosfornih hlapov. V nasprotju z rdečo obliko se lahko raztopi v ogljikovem disulfidu. Če se beli fosfor dolgo časa izpostavlja blagu ogrevanju, preide v modifikacijo rdečega fosforja.

Kemijska karakterizacija

V svojih spojinah z drugimi elementi ima lahko P naslednja oksidacijska stanja: +3, +5, -3. V parnem stanju pri temperaturi pod 800 ° in tudi v tekoči fazi ima molekula snovi formulo P₄.

Različne modifikacije snovi imajo različne kemične lastnosti. Kako odgovoriti na vprašanje, kaj je kovina iz fosforja ali ne? Treba se je obrniti na strukturo njenega atoma, ki ima v vzbujenem stanju pet valenčnih elektronov. Najbolj aktiven kemijski nekovinski material je bela fosfor, ki se že pri normalni temperaturi zlahka oksidira, med katerim začne sijati in se lahko tudi samozagrira. Iz teh razlogov je priporočljivo, da je pokrit z vodo. Rdeči fosfor v svojih lastnostih je manj aktivna snov kot njegova bela modifikacija.

Binarne povezave

Kot kovina ali nekovinski fosfor lahko reagira s kisikom:

4P + 3O₂ → 2P₂O₃

Reakcijski produkt je plinasti fosfin, zelo strupena snov, ki se uporablja kot kemično orožje. To je enostavno prepoznati po posebnem vonju česna. Fosforjev hidrid lahko pritrdi vodikov halogenid, npr. Na primer vodikov jodid, da se tvori spojina fosfonijevega jodida PH₄I. Interakcija s kovinami povzroči nastanek fosfidov:

2P + 3Ca = Ca₃P₂.

Kot kovina fosfor reagira z ne-metali, na primer z žveplom, ogljikom in klorom:

2P + 3Cl₂ = 2PCl₃

Fosfidi zlahka reagirajo z vodo, razgradijo na fosfin:

Mg₃P₂ + 6H₂O = 3Mg (OH)₂ + 2PH_3shy-(fosfin)

Oksidi

Med binarnimi spojinami elementa s kisikom so najpomembnejši oksidi: P₂O₅ in P₂O₃. Fosforjev trioksid, znan kot fosforni anhidrid, je kristalna spojina s tališčem 22,5 °. V normalnih razmerah ima videz voska podobne mase. V laboratoriju se proizvaja s sežiganjem fosforja v ozračju, ki je slabo kisik. Čeprav ta oksid kaže lastnosti močnega redukcijskega sredstva, se zelo redko uporablja zaradi svoje visoke toksičnosti. Katere lastnosti, kovinski ali nekovinski, fosforjev oksid kaže v svojih reakcijah? Lahko reagira z vodo, s tvorbo ortofosforne kisline in fosfina. Snov deluje v povezavi z vodikovim kloridom, kar povzroči fosfatno kislino in fosforjev klorid.

Druga spojina - fosforjev pentoksid, ima simptome tipičnega kislega oksida. Lahko ga dobimo s sežigom dela fosforja v atmosferi s prebitkom kisika. V normalnih pogojih z vodo se spojina zelo aktivno reagira in tvori metafosforne in pri segrevanju ortofosforne kisline. Poleg tega fosforjev pentoksid odstrani vlago, zato ga lahko uporabimo kot sušilno sredstvo za tekoče snovi in ​​pline.

Fosforjeve kisline

Najbolj znane fosforne kisline so metafosforne, ortofosforne in pirofosforne, katere formula je H₄P₂O₇. Slednje nastane s segrevanjem H₃PO₄. Najbolj praktična je ortofosforjeva kislina, katere soli se uporabljajo kot surovine za proizvodnjo mineralnih gnojil. To je bela trdna snov, zelo topna v vodi. Kot kislina srednje moči, nima izrazitih oksidacijskih lastnosti. Kot elektrolit se disociira postopoma, zato tvori dve vrsti soli: srednja fosfati, kisli hidrofosfati in dihidrogenfosfati. V industriji se fosfatna kislina proizvaja s toplotnimi in ekstrakcijskimi metodami. Ker fosforjevi oksidi ustrezajo kislinam, je odgovor na vprašanje, kaj je fosforjeva kovina ali nekovinski, nedvoumni: gre za aktivni nekovinski element.

Distribucija v naravi

Najpomembnejši mineral, ki vsebuje visoko koncentracijo fosforja, je apatit. Ima veliko sort, od katerih je najpogostejši fluorapatit. Druga vrsta mineralov, ki jo sestavljajo fosforjeve spojine - sedimentni kamen fosforit.

Element spada v skupino desetih najpomembnejših kemijskih elementov živih organizmov. Njena največja vsebnost je v obliki fosfolipidov - organskih spojin, ki so del celičnih membran, hormonov in drugih biološko aktivnih snovi. Visoka vsebnost elementa (okoli 0,38%) je zabeležena v nevronskem tkivu, ki tvori osrednje in periferne dele živčnega sistema človeka in drugih vretenčarjev. Poleg tega fosforne spojine vstopajo v mišično in kostno tkivo. V slednjem je prisoten kalcijev fosfat, sol, ki daje dentinu zob in kosti moč in trdoto. V metabolizmu rastlinskih organizmov skupaj z magnezijem in železom ima fosfor pomembno vlogo kot regulator tvorjenja in dozorevanja sadja in semen. Zato se skupaj z dušikom in kalijem fosfor šteje za glavni hranilni element rastlin.

V našem članku smo proučili lastnosti fosforja in odgovorili na vprašanje: kaj je fosfor - kovinski ali nekovinski? To je tipičen nekovinski element z visoko kemijsko aktivnostjo.