Fosforus terdiri daripada jirim mengikut ketumpatan. Fosforus putih: sifat, sejarah penemuan dan aplikasi

Fosforus

FOSFORUS-a; m.[dari bahasa Yunani. phōsphoros - luminiferous] Unsur kimia (P) yang memainkan peranan penting dalam kehidupan haiwan dan tumbuhan (terdapat dalam beberapa mineral, tulang haiwan, tisu haiwan dan tumbuhan). Merah f. Hitam f. Ikan kaya dengan fosforus. F. diperlukan untuk menguatkan tulang. Putih f.(bahan mudah terbakar dan bercahaya dalam gelap). Laut bercahaya, bersinar dengan fosforus(bercahaya pada waktu malam dengan cahaya kehijauan kerana banyak mikroorganisma).

◁ Fosforus (lihat).

fosforus

(lat. Fosforus), unsur kimia kumpulan V sistem berkala. Dinamakan daripada bahasa Yunani phōsphóros - bercahaya. Membentuk beberapa pengubahsuaian - fosforus putih (ketumpatan 1.828 g / cm 3, t pl 44.14 ° C), fosforus merah (ketumpatan 2.31 g / cm 3, t pl 593°C), dsb. Fosforus putih mudah menyala, bercahaya dalam gelap (oleh itu namanya), beracun; merah kurang aktif secara kimia, beracun. Dilombong daripada apatit dan fosforit. Pengguna utama ialah pertanian (baja fosfat); digunakan dalam pengeluaran perlawanan, metalurgi (penyahoksida dan komponen beberapa aloi), dalam sintesis organik, dsb. Ia hadir dalam sel hidup dalam bentuk asid orto dan pirofosforik serta terbitannya.

FOSFORUS

FOSFORUS (lat. - Phosphopus), P (baca "pe"), unsur kimia dengan nombor atom 15, jisim atom 30.973762. Ia terletak dalam kumpulan VA dalam tempoh ke-3 sistem berkala. Ia mempunyai satu nuklida stabil 31 R. Konfigurasi lapisan elektron luar ialah 3 s 2 R 3 . Dalam sebatian, ia mempamerkan keadaan pengoksidaan dari -3 hingga +5. Valencies dari III hingga V. Keadaan pengoksidaan paling stabil dalam sebatian ialah +5.
Jejari atom neutral ialah P 0.134 nm, jejari ion: P 3 - 0.186 nm, P 3+ 0.044 nm (nombor koordinasi 6) dan P 5+ - 0.017 nm (nombor koordinasi 4) dan 0.038 nm (koordinasi nombor 6). Tenaga pengionan berturut-turut bagi atom P neutral ialah 10.486, 19.76, 30.16, 51.4, dan 65 eV. Pertalian elektron 0.6 eV. Keelektronegatifan menurut Pauling (cm. PAULING Linus) 2.10. Bukan logam.
Sejarah penemuan
Fosforus pertama kali diperoleh dalam keadaan bebas pada tahun 1669 oleh ahli alkimia Hamburg H. Brand (terdapat bukti bahawa bahan yang serupa dalam sifat diperolehi seawal abad ke-12 oleh ahli alkimia Arab Behil). Dalam Mencari Batu Falsafah (cm. ELIXIR) dia mengkalsinkan dalam bekas tertutup sisa kering daripada penyejatan air kencing dengan pasir sungai dan arang. Selepas pengkalsinan, kapal dengan reagen mula bersinar dalam gelap dengan cahaya putih (ini adalah fosforus yang dikurangkan daripada sebatian yang terkandung dalam air kencing).
Pada tahun 1680, fosforus bercahaya dalam gelap (dari bahasa Yunani "fosforus" - luminiferous) telah diterima oleh orang Inggeris R. Boyle. (cm. BOYLE Robert) Pada tahun-tahun berikutnya, didapati bahawa fosforus terkandung bukan sahaja dalam air kencing, tetapi juga dalam tisu otak, dalam tulang rangka. Kaedah paling mudah untuk mendapatkan fosforus dengan mengkalsinasi abu tulang dengan arang batu telah dicadangkan pada tahun 1771 oleh K. Scheele (cm. SCHEELE Karl Wilhelm). Sifat unsur fosforus telah ditubuhkan pada akhir abad ke-18 oleh A. L. Lavoisier. (cm. Lavoisier Antoine Laurent)
Berada di alam semula jadi
Kandungan dalam kerak bumi adalah 0.105% mengikut jisim, yang jauh melebihi kandungan, contohnya, nitrogen. (cm. NITROGEN). Dalam air laut 0.07 mg/l. Fosforus tidak ditemui dalam bentuk bebas di alam semula jadi, tetapi ia adalah sebahagian daripada 200 mineral yang berbeza. Fosforit yang paling terkenal (cm. PHOSPHORITES) kalsium Ca 3 (RO 4) 3, apatit (cm. APATITE)(fluorapatite 3Ca 3 (PO 4) 3 CaF 2, atau, Ca 5 (PO 4) 3 F), monazit (cm. MONACITE), pirus (cm. TURQUOISE). Fosforus terdapat dalam semua organisma hidup.
resit
Fosforus dihasilkan melalui pengurangan elektroterma daripada fosforit dan apatit pada 1400-1600°C dengan kok dengan kehadiran silika:
2Са 3 (РО 4) 2 + 6SiO 2 + 10C = P 4 + 6CaSiO 3 + 10CO
4Са 5 (РО 4) 3 F + 21SiO 2 + 30C \u003d 3P 4 + 20CaSiO 3 + 30CO + SiF 4
Wap P 4 yang dilepaskan selanjutnya dirawat dengan wap panas lampau untuk mendapatkan asid fosforik terma H 3 PO 4:
P 4 + 14H 2 O \u003d 4H 3 RO 4 + 8H 2
Semasa nyahsublimasi wap P 4, fosforus putih terbentuk. Ia diproses menjadi fosforus merah dengan memanaskan tanpa akses udara pada suhu 200-300°C dalam reaktor yang dilengkapi dengan pengisar skru jisim tindak balas.
Ciri-ciri struktur pengubahsuaian alotropik dan sifat fizikalnya
Fosforus unsur wujud dalam beberapa pengubahsuaian alotropik, yang utamanya ialah: putih (fosforus III), merah (fosforus II) dan hitam (fosforus I).
Fosforus putih adalah bahan berlilin, telus dengan bau ciri. Terdiri daripada molekul tetrahedral P 4 yang boleh berputar bebas. Fosforus putih mempunyai kekisi kristal padu jenis molekul, parameter sel a= 1.851 nm. Ketumpatan 1.828 kg / dm 3. Takat lebur 44.14°C, takat didih 287°C. Terdapat dua bentuk fosforus putih: pengubahsuaian-a, dengan kekisi kristal padu, pada -76.9°C masuk ke dalam pengubahsuaian b, kekisi kristalnya belum terbentuk dan tiada putaran bebas molekul P 4. . Dielektrik. Larut dalam etil alkohol, benzena, karbon disulfida CS 2 .
Dengan memanaskan fosforus putih tanpa ketiadaan udara pada 250-300°C, fosforus merah diperolehi. Kekotoran natrium, iodin dan selenium serta sinaran UV mempercepatkan peralihan daripada satu pengubahsuaian kepada pengubahsuaian yang lain.
Fosforus merah adalah amorfus, dari warna merah hingga coklat gelap dan ungu. Terdapat beberapa bentuk kristal dengan sifat yang berbeza. Fosforus merah kristal (fosforus Gittorf) diperoleh dengan menyejukkan larutan fosforus merah tepu pada suhu 600°C dalam plumbum cair. Ia mempunyai kekisi monoklin, parameter sel unit a= 1.02 nm, dalam= 0.936 nm, Dengan= 2.51 nm, sudut b 118.8°. Ketumpatan fosforus merah ialah 2.0-2.4 kg/dm 3 . Dielektrik. Apabila dipanaskan, fosforus merah menyejat dalam bentuk molekul P 4, pemeluwapan yang membawa kepada pembentukan fosforus putih.
Apabila fosforus putih dipanaskan hingga 200-220°C di bawah tekanan 1.2 GPa, fosforus hitam kristal terbentuk. Kekisi dibina daripada lapisan berserabut dengan susunan piramid atom. Pelbagai fosforus hitam yang paling stabil mempunyai kisi ortorombik, parameter a= 0.3314 nm, dalam= 0.4376 nm, c = 1.0478 nm. Ketumpatan fosforus hitam ialah 2.702 kg/dm 3 . Secara lahiriah serupa dengan grafit; semikonduktor, diamagnet. Apabila dipanaskan hingga 560-580°C, ia bertukar menjadi fosforus merah. Fosforus hitam tidak aktif, hampir tidak menyala.
Sifat kimia
Fosforus dalam sebatian terutamanya kovalen. Fosforus mempunyai orbital 3d percuma, yang membawa kepada pembentukan ikatan penderma-penerima. Fosforus putih adalah yang paling aktif. Ia teroksida dalam udara. Pengoksidaan berlaku melalui mekanisme tindak balas berantai dan disertai oleh chemiluminescence. Semasa pembakaran fosforus dalam oksigen berlebihan, P 2 O 5 diperolehi, yang membentuk P 4 O 10 dimer dan P 8 O 20 tetramer. Dengan kekurangan oksigen, P 2 O 3 diperolehi. Menyala sendiri di udara kerana haba yang dibebaskan semasa pengoksidaan. Fosforus merah teroksida secara perlahan di udara dan tidak menyala secara spontan. Fosforus hitam tidak teroksida di udara.
Fosforus(V) oksida ialah oksida berasid. Ia bertindak balas dengan air membebaskan sejumlah besar haba. Dalam kes ini, asid metafosforik polimer (HPO 3) n mula-mula terbentuk. Apabila dirawat dengan air panas, ia bertukar menjadi asid ortofosforik tribas dengan kekuatan sederhana H 3 PO 4:
P 4 O 10 + 2H 2 O \u003d (HPO 3) 4; (HPO 3) 4 + 4H 2 O \u003d 4H 3 RO 4
atau P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 RO 4
Fosforus bertindak balas dengan halogen untuk membebaskan sejumlah besar haba. Dengan F, Cl, Br membentuk trihalida dan pentahalid, dengan I - hanya triodida РI 3 . Semua fosforus halida mudah dihidrolisiskan kepada ortofosforik H 3 PO 4, fosforus H 3 PO 3 dan asid hidrohalik:
PCl 5 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 5HCl
PI 3 + 3H 2 O \u003d H 3 PO 3 + 3HI
Fosforus trihalida ialah piramid trihedral dengan atom halogen di pangkalan dan atom fosforus di bahagian atas. Molekul pentahalida terdiri daripada dua piramid trihedral yang mempunyai muka yang sama. Fosforus oxyhalides POF 3 , ROSl 3 dan POBr 3 telah diperolehi.
Dengan sulfur, fosforus membentuk sulfida P 4 S 3, P 4 S 5, P 4 S 7, P 4 S 10. Fosforus oxysulfides diketahui: 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 . Fosforus bertindak balas dengan Se dan Te, membentuk sebatian dengan Si dan C (PC 3).
Ia tidak bertindak balas secara langsung dengan hidrogen. Apabila berinteraksi dengan larutan cair kalium hidroksida KOH, fosfin gas PH 3 terbentuk:
4P + 3KON + 3N 2 O \u003d 3KN 2 RO 2 + PH 3
Diphosphine R 2 H 4 juga terbentuk sebagai bendasing. Kedua-dua fosfin mempunyai bau ciri ikan busuk.
Fosfin PH 3 menyerupai ammonia NH 3 dalam sifat kimia, tetapi kurang stabil.
Fosforus bertindak balas dengan logam apabila cair. Dengan tanah beralkali membentuk fosfida ionik M 3 P 2, terurai apabila bersentuhan dengan air:
Mg 3 P 2 + 6H 2 O \u003d 3Mg (OH) 2 + 2PH 3,
Ca 3 P 2 + 6H 2 O \u003d 3Ca (OH) 2 + 2PH 3
Dengan logam peralihan, fosforus membentuk fosfida seperti logam Mn 3 P, FeP, Ni 2 P.
Fosforus adalah juzuk asid tak organik. Ini ialah asid ortofosforik H 3 PO 4 (garamnya ialah ortofosfat, monohidrofosfat, Na 2 HPO 4 dan dihidrofosfat, Ca (H 2 PO 4) 2); asid metafosforik (HPO 3) n(garamnya ialah metafosfat), asid hipofosfor monobes H 3 PO 2 (garamnya ialah hipofosfit, NaH 2 PO 2), asid fosforus dibasik H 3 PO 3 (garamnya ialah fosfit, Na 2 HPO 3).
Fosforus ialah juzuk bagi ester organik, alkohol dan asid: fosfin RRP(O)OH, fosfon RH 2 PO 2 dan fosfon RP(O)(OH) 2, di mana R dan R ialah radikal organik.
Permohonan
Fosforus putih digunakan dalam pembuatan asid fosforik H 3 PO 4 (untuk mendapatkan fosfat makanan dan detergen sintetik). Ia digunakan dalam pembuatan peluru pembakar dan asap, bom.
Fosforus merah digunakan dalam pembuatan baja mineral, pengeluaran perlawanan. Fosforus digunakan dalam penghasilan aloi logam bukan ferus sebagai penyahoksida dan sebagai bahan tambahan pengaloian. Ia digunakan dalam pengeluaran aloi magnet lembut, dalam pengeluaran fosfida semikonduktor. Sebatian fosforus berfungsi sebagai bahan permulaan untuk penghasilan ubat-ubatan.
kandungan dalam badan
Fosforus terdapat dalam sel hidup dalam bentuk asid orto dan pyrophosphoric; ia adalah sebahagian daripada nukleotida, asid nukleik, fosfoprotein, fosfolipid, koenzim, dan enzim. Tulang manusia terdiri daripada hidroksilapatit 3Ca 3 (PO 4) 3 ·CaF 2 . Komposisi enamel gigi termasuk fluorapatite. Peranan utama dalam transformasi sebatian fosforus pada manusia dan haiwan dimainkan oleh hati. Pertukaran sebatian fosforus dikawal oleh hormon dan vitamin D. Keperluan harian manusia untuk fosforus ialah 1-2 g. Dengan kekurangan fosforus, pelbagai penyakit tulang berkembang di dalam badan.
Tindakan fisiologi
Sebatian fosforus adalah toksik. Dos maut fosforus putih ialah 50-150 mg. Mendapat pada kulit, fosforus putih menyebabkan luka bakar yang teruk. Ejen perang kimia sarin, soman, dan tabun adalah sebatian fosforus. Keracunan fosforus akut ditunjukkan dengan pembakaran di dalam mulut dan perut, sakit kepala, kelemahan, dan muntah. Selepas 2-3 hari, jaundis berkembang. Bentuk kronik dicirikan oleh pelanggaran metabolisme kalsium, kerosakan pada sistem kardiovaskular dan saraf. Pertolongan cemas untuk keracunan akut - lavage gastrik, julap, enema pembersih, larutan glukosa intravena. Sekiranya kulit melecur, rawat kawasan yang terjejas dengan larutan tembaga sulfat atau soda. MPC wap fosforus di udara ialah 0.03 mg/m 3 . Debu fosforus merah, masuk ke dalam paru-paru, menyebabkan radang paru-paru.


Kamus ensiklopedia. 2009 .

sinonim:

Lihat apa "fosforus" dalam kamus lain:

    - (Greek, daripada cahaya phos, dan galas phoros). Badan yang ringkas, berwarna kekuningan, sangat mudah terbakar dan bercahaya dalam gelap. Kamus perkataan asing termasuk dalam bahasa Rusia. Chudinov A.N., 1910. FOSFORUS Yunani. fosforus, daripada phos, gen. jatuh…… Kamus perkataan asing bahasa Rusia

    FOSFORUS- FOSFORUS, kimia. unsur (simbol P) dengan at. dalam. 31.02, milik kumpulan V dan baris ke-3 sistem berkala Mendeleev (nombor siri 15). F. tersebar luas di alam semula jadi, tetapi hanya dalam bentuk sebatian oksigen: tanah mengandunginya dalam bentuk garam ... ... Ensiklopedia Perubatan Besar

    Fosforus- adalah pepejal, lembut dan plastik dalam konsistensi, diperolehi dengan memproses fosfat semulajadi yang dicampur dengan pasir dan karbon dalam relau elektrik. Terdapat dua jenis utama fosforus: a) fosforus putih, ... ... Istilah rasmi

    - (simbol P), unsur kimia kumpulan kelima jadual berkala, pertama kali ditemui pada tahun 1669. Berlaku dalam bentuk FOSFAT dalam mineral, sumber utama fosforus adalah APATITE. Unsur ini digunakan untuk pembuatan ASID FOSFOrik, ... ... Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal

    - (Fosforus), P, unsur kimia kumpulan V sistem berkala, nombor atom 15, jisim atom 30.97376; putih bukan logam (bercahaya di udara, mp 44.14shC), warna merah (mp 593shC) atau hitam (mp 1000shC). Fosforus digunakan dalam... Ensiklopedia Moden

    - (lat. Fosforus) P, unsur kimia Kumpulan V sistem berkala Mendeleev, nombor atom 15, jisim atom 30.97376. Nama daripada Greek. fosforus adalah bercahaya. Membentuk beberapa pengubahsuaian Fosforus putih (ketumpatan 1.828 g / cm & sup3, tmelt ... ... Kamus Ensiklopedia Besar

    Fosforus- (Fosforus), P, unsur kimia kumpulan V sistem berkala, nombor atom 15, jisim atom 30.97376; putih bukan logam (bercahaya di udara, mp 44.14°C), warna merah (mp 593°C) atau hitam (mp 1000°C). Fosforus digunakan dalam... Kamus Ensiklopedia Bergambar

    fosforus- a, m. fosfor m.gr. cahaya phos + galas phoros. Unsur kimia biasa yang memainkan peranan penting dalam kehidupan haiwan dan tumbuhan. Fosforus putih, merah, hitam. ALS 1. Terdapat fosfor semulajadi dan buatan seni… Kamus Sejarah Gallicisms Bahasa Rusia

    P (lat. Fosfor * a. fosforus; n. Fosfor; f. fosforus; i. fosforo), kimia. unsur kumpulan V berkala. sistem Mendeleev, at.s. 15, pada. m. 30.97376. F. semula jadi diwakili oleh satu isotop stabil 31P. 6 seni diketahui. Ensiklopedia Geologi

    FOSFORUS, fosforus, pl. tidak, suami. (Greek phosphoros luminiferous) (kimia). Unsur kimia, bahan yang sangat mudah terbakar dan bercahaya dalam gelap yang terdapat dalam mineral tertentu, tulang haiwan, tisu haiwan dan tumbuhan. Kamus Penerangan Ushakov

    Ipi Lucifer Prosphorus, Lucifer), iaitu pembawa cahaya. Nama planet Zuhrah sebagai bintang pagi. Sebagai bintang petang, dia dipanggil Hesperus, atau Vesper, dan dianggap sebagai anak kepada Astrea dan Eos, bapa Hesperides. (

Fosforus (dari Yunani phosphoros - luminiferous; lat. Phosphorus) - unsur jadual berkala unsur kimia jadual berkala, salah satu unsur yang paling biasa dalam kerak bumi, kandungannya ialah 0.08-0.09% daripada jisimnya. Kepekatan dalam air laut ialah 0.07 mg/l. Ia tidak ditemui dalam keadaan bebas kerana aktiviti kimianya yang tinggi. Ia membentuk kira-kira 190 mineral, yang paling penting ialah apatit Ca 5 (PO 4) 3 (F,Cl,OH), fosforit Ca 3 (PO 4) 2 dan lain-lain. Fosforus terdapat dalam semua bahagian tumbuhan hijau, dan lebih banyak lagi dalam buah-buahan dan biji benih (lihat fosfolipid). Terkandung dalam tisu haiwan, adalah sebahagian daripada protein dan sebatian organik penting lain (ATP, DNA), adalah unsur kehidupan.

cerita

Fosforus ditemui oleh ahli kimia Hamburg Hennig Brand pada tahun 1669. Seperti ahli alkimia lain, Brand cuba mencari batu ahli falsafah, tetapi menerima bahan bercahaya. Jenama memberi tumpuan kepada eksperimen dengan air kencing manusia, kerana dia percaya bahawa ia, mempunyai warna keemasan, mungkin mengandungi emas atau sesuatu yang diperlukan untuk perlombongan. Pada mulanya, kaedahnya terdiri daripada fakta bahawa pada mulanya air kencing diselesaikan selama beberapa hari sehingga bau yang tidak menyenangkan hilang, dan kemudian direbus ke keadaan melekit. Dengan memanaskan pes ini pada suhu tinggi dan menjadikannya buih, dia berharap, apabila dipekatkan, ia akan mengandungi emas. Selepas beberapa jam mendidih dengan kuat, butiran bahan seperti lilin putih diperoleh, yang terbakar dengan sangat terang dan, lebih-lebih lagi, berkelip-kelip dalam gelap. Jenama menamakan bahan ini fosforus mirabilis (lat. "pembawa cahaya ajaib"). Penemuan fosforus jenama adalah penemuan pertama unsur baharu sejak zaman dahulu.
Tidak lama kemudian, fosforus diperoleh oleh seorang lagi ahli kimia Jerman, Johann Kunkel.
Tanpa mengira Brand dan Kunkel, fosforus diperoleh oleh R. Boyle, yang menerangkannya dalam artikel "Kaedah penyediaan fosforus daripada air kencing manusia", bertarikh 14 Oktober 1680 dan diterbitkan pada tahun 1693.
Kaedah yang lebih baik untuk mendapatkan fosforus telah diterbitkan pada tahun 1743 oleh Andreas Marggraf.
Terdapat bukti bahawa ahli alkimia Arab dapat memperoleh fosforus pada abad ke-12.
Fakta bahawa fosforus adalah bahan mudah telah dibuktikan oleh Lavoisier.

asal nama

Pada tahun 1669, Jenama Henning, dengan memanaskan campuran pasir putih dan air kencing yang tersejat, memperoleh bahan bercahaya dalam gelap, pertama kali dipanggil "api sejuk". Nama sekunder "fosforus" berasal dari perkataan Yunani "φῶς" - cahaya dan "φέρω" - saya bawa. Dalam mitologi Yunani kuno, nama Phosphorus (atau Eosphorus, Φωσφόρος Yunani yang lain) dipakai oleh penjaga Bintang Fajar.

resit

Fosforus diperoleh daripada apatit atau fosforit hasil interaksi dengan kok dan silika pada suhu 1600 ° C:
2Ca 3 (PO 4) 2 + 10C + 6SiO 2 → P4 + 10CO + 6CaSiO 3 .

Wap fosforus putih yang terhasil terpeluwap dalam penerima di bawah air. Daripada fosforit, sebatian lain boleh dikurangkan, sebagai contoh, asid metafosforik:
4HPO 3 + 12C → 4P + 2H 2 + 12CO.

Ciri-ciri fizikal

Fosforus unsur dalam keadaan normal mewakili beberapa pengubahsuaian alotropik yang stabil; Masalah alotropi fosforus adalah kompleks dan tidak diselesaikan sepenuhnya. Biasanya terdapat empat pengubahsuaian bahan ringkas - fosforus putih, merah, hitam dan logam. Kadang-kadang ia juga dipanggil pengubahsuaian alotropik utama, membayangkan bahawa semua yang lain adalah pelbagai daripada empat ini. Di bawah keadaan biasa, terdapat hanya tiga pengubahsuaian alotropik fosforus, dan dalam keadaan tekanan ultratinggi, terdapat juga bentuk logam. Semua pengubahsuaian berbeza dalam warna, ketumpatan dan ciri fizikal lain; terdapat kecenderungan ketara kepada penurunan mendadak dalam aktiviti kimia semasa peralihan daripada fosforus putih kepada logam dan peningkatan dalam sifat logam.

Sifat kimia

Aktiviti kimia fosforus adalah lebih tinggi daripada nitrogen. Sifat kimia fosforus sebahagian besarnya ditentukan oleh pengubahsuaian alotropiknya. Fosforus putih sangat aktif; dalam proses peralihan kepada fosforus merah dan hitam, aktiviti kimia berkurangan secara mendadak. Fosforus putih bersinar dalam gelap di udara, cahaya itu disebabkan oleh pengoksidaan wap fosforus kepada oksida yang lebih rendah.
Dalam keadaan cecair dan terlarut, serta dalam wap sehingga 800 ° C, fosforus terdiri daripada molekul P 4. Apabila dipanaskan di atas 800 ° C, molekul berpecah: P 4 \u003d 2P 2. Pada suhu melebihi 2000 °C, molekul terurai menjadi atom.

Fosforus ditemui pada tahun 1669 oleh ahli kimia Hamburg Hennig Brand, yang bereksperimen dengan penyejatan air kencing manusia dalam usaha untuk mendapatkan Batu Falsafah. Bahan yang terbentuk selepas banyak manipulasi ternyata seperti lilin, luar biasa cerah, dengan kerlipan, terbakar. Bahan baru itu dinamakan fosforus mirabilis(dari bahasa Latin pembawa api ajaib). Beberapa tahun kemudian, fosforus diterima oleh Johann Kunkel, dan juga, secara bebas daripada dua saintis pertama, oleh R. Boyle.

Fosforus ialah unsur kumpulan XV tempoh III sistem berkala unsur kimia D.I. Mendeleev, dengan nombor atom 15 dan jisim atom 30.974. Jawatan yang diterima ialah R.

Berada di alam semula jadi

Fosforus terdapat dalam air laut dan kerak bumi terutamanya dalam bentuk mineral, di mana terdapat kira-kira 190 (yang paling penting ialah apatit dan fosforit). Termasuk dalam semua bahagian tumbuhan hijau, protein, DNA.

Fosforus adalah bukan logam dengan aktiviti kimia yang tinggi; ia boleh dikatakan tidak berlaku dalam bentuk bebas. Empat pengubahsuaian fosforus diketahui - merah, putih, hitam dan logam.

Keperluan harian untuk fosforus

Untuk berfungsi normal, badan orang dewasa harus menerima 1.0-2.0 g fosforus setiap hari. Bagi kanak-kanak dan remaja, norma adalah 1.5-2.5 g, untuk wanita hamil dan menyusui meningkat kepada 3.0-3.8 g (calorizator). Keperluan harian untuk fosforus meningkat semasa latihan sukan biasa dan semasa melakukan senaman fizikal.

Pembekal utama fosforus ialah ikan dan makanan laut, keju kotej, keju, kacang, kekacang dan bijirin. Jumlah fosforus yang mencukupi terkandung dalam dan, dan, beri, cendawan dan daging, dan.

Tanda Kekurangan Fosforus

Jumlah fosforus yang tidak mencukupi dalam badan dicirikan oleh keletihan dan kelemahan, mungkin disertai dengan kehilangan selera makan dan perhatian, selsema yang kerap, kebimbangan dan ketakutan.

Tanda-tanda fosforus berlebihan

Tanda-tanda lebihan fosforus dalam badan ialah pendarahan dan pendarahan, anemia berkembang, dan nefrolitiasis berlaku.

Fosforus memastikan pertumbuhan normal tulang dan tisu pergigian badan, mengekalkannya dalam keadaan sihat, juga terlibat dalam sintesis protein, memainkan peranan penting dalam metabolisme lemak, protein dan karbohidrat. Tanpa fosforus, otot tidak dapat berfungsi, dan aktiviti mental tidak berlaku.

Kebolehcernaan fosforus

Apabila mengambil kompleks mineral, adalah bernilai mengingati keseimbangan terbaik fosforus dan (3: 2), serta fakta bahawa jumlah yang berlebihan dan melambatkan penyerapan fosforus.

Fosforus digunakan secara meluas dalam industri dan pertanian, terutamanya kerana mudah terbakar. Ia digunakan dalam pembuatan bahan api, mancis, bahan letupan, baja fosfat dan perlindungan permukaan logam daripada kakisan.

  • Jawatan - P (Fosforus);
  • Tempoh - III;
  • Kumpulan - 15 (Va);
  • Jisim atom - 30.973761;
  • Nombor atom - 15;
  • Jejari atom = 128 pm;
  • Jejari kovalen = 106 petang;
  • Taburan elektron - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ;
  • cair t = 44.14°C;
  • takat didih = 280°C;
  • Keelektronegatifan (mengikut Pauling / mengikut Alpred dan Rochov) = 2.19 / 2.06;
  • Keadaan pengoksidaan: +5, +3, +1, 0, -1, -3;
  • Ketumpatan (n.a.) \u003d 1.82 g / cm 3 (fosforus putih);
  • Isipadu molar = 17.0 cm 3 / mol.

Sebatian fosforus:

Fosforus (membawa cahaya) pertama kali diperoleh oleh ahli alkimia Arab Ahad Behil pada abad ke-12. Daripada saintis Eropah, Hennig Brant Jerman adalah yang pertama menemui fosforus pada tahun 1669, semasa eksperimen dengan air kencing manusia dalam percubaan untuk mengekstrak emas daripadanya (saintis percaya bahawa warna keemasan air kencing disebabkan oleh kehadiran zarah emas) . Agak kemudian, fosforus diperoleh oleh I. Kunkel dan R. Boyle - yang terakhir menggambarkannya dalam artikelnya "Kaedah penyediaan fosforus daripada air kencing manusia" (10/14/1680; karya itu diterbitkan pada 1693). Lavoisier kemudiannya membuktikan bahawa fosforus adalah bahan mudah.

Kandungan fosforus dalam kerak bumi adalah 0.08% mengikut jisim - ini adalah salah satu unsur kimia yang paling biasa di planet kita. Oleh kerana aktivitinya yang tinggi, fosforus dalam keadaan bebas tidak berlaku di alam semula jadi, tetapi merupakan sebahagian daripada hampir 200 mineral, yang paling biasa ialah Ca 5 (PO 4) 3 (OH) apatit dan Ca 3 (PO 4) 2. fosforit.

Fosforus memainkan peranan penting dalam kehidupan haiwan, tumbuhan dan manusia - ia adalah sebahagian daripada sebatian biologi seperti fosfolipid, ia juga terdapat dalam protein dan sebatian organik penting lain seperti DNA dan ATP.

nasi. Struktur atom fosforus.

Atom fosforus mengandungi 15 elektron, dan mempunyai konfigurasi elektron paras valens luaran yang serupa dengan nitrogen (3s 2 3p 3), tetapi fosforus mempunyai sifat bukan logam yang kurang jelas berbanding nitrogen, yang dijelaskan oleh kehadiran orbital d bebas. , jejari atom yang besar dan tenaga pengionan yang lebih rendah .

Memasuki tindak balas dengan unsur kimia lain, atom fosforus boleh menunjukkan keadaan pengoksidaan dari +5 hingga -3 (keadaan pengoksidaan paling tipikal ialah +5, selebihnya agak jarang).

  • +5 - fosforus oksida P 2 O 5 (V); asid fosforik (H 3 PO 4); fosfat, halida, sulfida fosforus V (garam asid fosforik);
  • +3 - P 2 O 3 (III); asid fosforus (H 3 PO 3); fosfit, halida, sulfida fosforus III (garam asid fosforus);
  • 0-P;
  • -3 - fosfin PH 3; fosfida logam.

Dalam keadaan tanah (tidak teruja), atom fosforus mempunyai dua elektron berpasangan dalam subperingkat s + 3 elektron tidak berpasangan dalam orbital p (orbital d bebas) pada aras tenaga luar. Dalam keadaan teruja, satu elektron dari sublevel s berpindah ke orbital d, yang mengembangkan kemungkinan valens atom fosforus.

nasi. Peralihan atom fosforus kepada keadaan teruja.

P2

Dua atom fosforus digabungkan menjadi molekul P 2 pada suhu kira-kira 1000°C.

Pada suhu yang lebih rendah, fosforus wujud dalam molekul empat atom P 4 dan juga dalam molekul polimer yang lebih stabil P ∞ .

Pengubahsuaian alotropik fosforus:

  • Fosfor putih- sangat beracun (dos maut fosforus putih untuk orang dewasa ialah 0.05-0.15 g) bahan berlilin dengan bau bawang putih, tanpa warna, bercahaya dalam gelap (proses pengoksidaan perlahan dalam P 4 O 6); kereaktifan tinggi fosforus putih dijelaskan oleh ikatan P-P yang lemah (fosforus putih mempunyai kisi kristal molekul dengan formula P 4, di nod yang mana atom fosforus terletak), yang agak mudah pecah, akibatnya fosforus putih , apabila dipanaskan atau semasa penyimpanan jangka panjang, memasuki pengubahsuaian polimer yang lebih stabil: fosforus merah dan hitam. Atas sebab ini, fosforus putih disimpan tanpa akses udara di bawah lapisan air yang disucikan atau dalam media lengai khas.
  • fosforus kuning- bahan mudah terbakar, sangat toksik, tidak larut dalam air, mudah teroksida dalam udara dan menyala secara spontan, sambil terbakar dengan nyalaan hijau terang yang mempesonakan dengan pelepasan asap putih tebal.
  • fosforus merah- bahan polimer, tidak larut air dengan struktur kompleks, yang mempunyai kereaktifan paling sedikit. Fosforus merah digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian, kerana ia tidak begitu toksik. Oleh kerana di udara terbuka, fosforus merah, menyerap kelembapan, secara beransur-ansur teroksida untuk membentuk oksida higroskopik ("lembap"), membentuk asid fosforik likat, oleh itu, fosforus merah disimpan dalam bekas yang tertutup rapat. Dalam kes perendaman, fosforus merah disucikan daripada sisa asid fosforik dengan mencuci dengan air, kemudian dikeringkan dan digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan.
  • fosforus hitam- berminyak apabila disentuh bahan seperti grafit berwarna kelabu-hitam, dengan sifat semikonduktor - pengubahsuaian fosforus yang paling stabil dengan kereaktifan purata.
  • fosforus logam diperoleh daripada fosforus hitam di bawah tekanan tinggi. Fosforus logam mengalirkan elektrik dengan sangat baik.

Sifat kimia fosforus

Daripada semua pengubahsuaian alotropik fosforus, yang paling aktif ialah fosforus putih (P 4). Selalunya, dalam persamaan tindak balas kimia, mereka hanya menulis P, dan bukan P 4. Oleh kerana fosforus, seperti nitrogen, mempunyai banyak variasi keadaan pengoksidaan, dalam beberapa tindak balas ia adalah agen pengoksidaan, dalam yang lain ia adalah agen pengurangan, bergantung pada bahan yang berinteraksi dengannya.

Oksidatif fosforus mempamerkan sifat dalam tindak balas dengan logam yang berlaku apabila dipanaskan untuk membentuk fosfida:
3Mg + 2P \u003d Mg 3 P 2.

Fosforus ialah agen pengurangan dalam tindak balas:

  • dengan lebih elektronegatif bukan logam (oksigen, sulfur, halogen):
    • sebatian fosforus (III) terbentuk dengan kekurangan agen pengoksida
      4P + 3O 2 \u003d 2P 2 O 3
    • sebatian fosforus (V) - dengan lebihan: oksigen (udara)
      4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5
  • dengan halogen dan sulfur, fosforus membentuk halida dan sulfida daripada fosforus 3- atau 5-valent, bergantung kepada nisbah reagen, yang diambil dalam kekurangan atau lebihan:
    • 2P + 3Cl 2 (minggu) \u003d 2PCl 3 - fosforus (III) klorida
    • 2P + 3S (minggu) \u003d P 2 S 3 - fosforus (III) sulfida
    • 2P + 5Cl2 (cth.) \u003d 2PCl 5 - fosforus (V) klorida
    • 2P + 5S (cth.) \u003d P 2 S 5 - fosforus (V) sulfida
  • dengan asid sulfurik pekat:
    2P + 5H 2 SO 4 \u003d 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O
  • dengan asid nitrik pekat:
    P + 5HNO 3 \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
  • dengan asid nitrik cair:
    3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO

Fosforus bertindak sebagai agen pengoksidaan dan agen penurunan dalam tindak balas ketidakseimbangan dengan larutan akueus alkali apabila dipanaskan, membentuk (kecuali fosfin) hipofosfit (garam asid hipofosforus), di mana ia menunjukkan keadaan pengoksidaan yang tidak berciri +1:
4P 0 + 3KOH + 3H 2 O \u003d P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

INGAT: dengan asid lain, kecuali untuk tindak balas di atas, fosforus tidak bertindak balas.

Mendapatkan dan menggunakan fosforus

Secara perindustrian, fosforus diperoleh dengan pengurangannya dengan kok daripada fosforit (fluorapatat), yang termasuk kalsium fosfat, dengan pengkalsinan dalam relau elektrik pada suhu 1600 ° C dengan penambahan pasir kuarza:
Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

Pada peringkat pertama tindak balas, di bawah pengaruh suhu tinggi, silikon (IV) oksida menyesarkan fosforus (V) oksida daripada fosfat:
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + P 2 O 5.

Kemudian fosforus oksida (V) dikurangkan oleh arang batu kepada fosforus bebas:
P 2 O 5 + 5C \u003d 2P + 5CO.

Penggunaan fosforus:

  • racun perosak;
  • mancis;
  • detergen;
  • cat;
  • semikonduktor.

Siaran mengenai topik "Aplikasi Fosforus" akan memberitahu anda secara ringkas di kawasan mana fosforus digunakan dan mengapa.

Aplikasi Fosforus

Fosforus ialah unsur kimia, yang dalam sistem berkala Mendeleev terletak dalam kumpulan V. Formula kimianya ialah R. Nama unsur itu berasal dari perkataan Yunani "phosphoros" dan bermaksud "membawa cahaya". Terdapat agak banyak di dalam kerak bumi - 0.08-0.09% daripada jumlah jisim kerak bumi. Terdapat juga fosforus dalam air laut. Unsur tersebut mempunyai aktiviti kimia yang tinggi, jadi anda tidak akan menemuinya dalam keadaan bebas. Ia mampu membentuk 190 mineral. Ia juga dipanggil unsur kehidupan, kerana ia terdapat dalam tisu haiwan, tumbuhan hijau, protein, dan sebagainya.

Penggunaan fosforus dalam perubatan

Hari ini, kelas agen terapeutik yang berpotensi diperoleh daripada fosforus, yang merawat penyakit tisu lembut dan tulang, disertai dengan pelanggaran metabolisme kalsium - biophosphonates.

Setiap elemen mempunyai spektrum aktiviti sendiri. Mereka tahan terhadap hidrolisis enzimatik, mempunyai pertalian untuk ion logam, dan membentuk agregat dan kompleks kelat yang tidak larut dan larut.

Yang paling biasa dan digunakan ialah etidronate. Ia berkesan untuk pelanggaran dalam badan metabolisme kalsium. Ia digunakan untuk myositis ossificans progresif, penyakit Paget, osteoporosis, osifikasi heterogen dan osteolisis tumor.

Penggunaan fosforus dalam industri

Asid ortofosforik digunakan secara meluas. Ia digunakan untuk pengeluaran baja gabungan dan fosfat, yang meningkatkan hasil tanaman, memberikan ketahanan tumbuhan terhadap keadaan iklim yang buruk dan ketahanan musim sejuk. Di samping itu, baja mempunyai kesan yang sangat baik pada tanah, menyumbang kepada penstrukturan, mengubah keterlarutan bahan yang terkandung dalam tanah, perkembangan bakteria tanah, dan penindasan pembentukan bahan berbahaya organik.

Asid fosforik juga digunakan dalam industri makanan. Ia menyenangkan untuk rasa dan dalam bentuk yang dicairkan ia ditambah kepada marmalade, limun, sirap untuk meningkatkan rasa. Garam asid fosforik mempunyai sifat yang serupa. Sebagai contoh, kalsium hidrogen fosfat adalah komponen serbuk penaik yang meningkatkan rasa roti dan gulung.

Berdasarkan asid fosforik, papan tidak mudah terbakar fosfo-kayu, cat kalis api, dan buih tidak mudah terbakar fosfat dihasilkan. Garam asid fosforik melindungi daripada sinaran, melembutkan air, menghapuskan skala dandang dan merupakan sebahagian daripada detergen.

Sebatian organophosphorus (plastik, pengekstrak, pelincir, penyerap) digunakan dalam unit penyejukan dan sebagai bahan tambahan kepada serbuk mesiu. Alkil fosfat bertindak sebagai surfaktan, antibeku, baja khas, antikoagulan lateks.

Mancis diperbuat daripada fosforus merah. Bersama-sama dengan gam dan kaca hancur, ia digunakan pada sisi kotak mancis. Zink phosphide (Zn 3 P 2) digunakan untuk mengawal tikus. Fosforus putih digunakan untuk menghasilkan bom pembakar, peluru yang menghasilkan asap, dam, bom tangan, dan skrin asap.

Penggunaan fosforus dalam kehidupan seharian

Dalam kehidupan seharian, kita juga dikelilingi oleh benda-benda yang diperbuat daripada fosforus. Contohnya pinggan mangkuk, patung, pasu dan seumpamanya. Di samping itu, ia adalah elemen penting yang merupakan sebahagian daripada asid nukleik, protein, dan tisu tulang. Fosforus adalah elemen penting untuk aktiviti otot dan mental. Ia mempunyai kesan yang baik pada buah pinggang dan jantung. Ia terdapat dalam roti, ikan, daging, kacang, kacang, barli mutiara, oat dan barli, kubis, kacang, pasli, lobak merah, bayam dan bawang putih.

Kami berharap laporan mengenai topik "Penggunaan fosforus" membantu anda bersedia untuk pelajaran. Dan anda boleh menambah cerita tentang penggunaan fosforus melalui borang komen di bawah.