Terdapat tiga kelas sebatian tak organik kompleks: oksida, hidroksida (yang termasuk asid dan bes), dan garam. Banyak logam dan bukan logam boleh membentuk oksida, hidroksida, dan juga menjadi sebahagian daripada sisa berasid. Jadi, fosforus termasuk dalam sisa asid PO4. Terdapat beberapa jenis fosforus oksida. Oleh itu, terdapat pelbagai hidroksida daripadanya, yang terbentuk daripada oksida ini. Fosforus hidroksida tertinggi ialah asid fosforik. Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan sifat fizikal dan kimia unsur ini dan sebatiannya, serta bercakap tentang kelazimannya dalam alam semula jadi dan fakta menarik lain.
Sifat fizikal fosforus
Ia boleh wujud dalam pelbagai variasi. Fosforus ialah bahan yang terdiri daripada satu unsur kimia. Atomnya tidak bergabung menjadi molekul. Formula untuk fosforus ialah P. Namun, bergantung kepada struktur kekisi kristal, unsur ini boleh wujud dalam bentuk tiga bahan.
Yang paling biasa ialah fosforus putih - ia mempunyai struktur berlilin dan ketoksikan yang tinggi. Takat lebur bahan ini ialah empat puluh empat darjah Celsius, dan takat didih ialah dua ratus lapan puluh darjah. Dengan geseran yang diberikanbahan, ia menyala dengan cepat, jadi mereka memotongnya hanya dengan meletakkannya dalam persekitaran akuatik. Jika anda memanaskannya untuk masa yang lama pada suhu dua ratus lima puluh darjah Celsius, ia bertukar menjadi fosforus merah. Bahan ini dibentangkan dalam bentuk serbuk coklat-merah. Fosfor merah, tidak seperti putih, tidak beracun.
Bentuk kewujudan paling stabil bagi unsur ini boleh dipanggil fosforus hitam, yang oleh beberapa ciri luaran adalah serupa dengan logam: ia mempunyai kilauan yang khas, mempunyai kekerasan yang tinggi, kekonduksian elektrik dan haba.
Dari sudut pandangan kimia
Fosforus ialah unsur kimia yang berada dalam kumpulan kelima dan tempoh ketiga dalam jadual berkala. Daripada ini kita boleh membuat kesimpulan bahawa valensinya ialah lima. Di samping itu, dari jadual berkala dapat dilihat bahawa unsur fosforus mempunyai jisim atom sebanyak tiga puluh satu gram setiap mol. Ini bermakna 1 mol bahan akan mempunyai berat 31 satu gram. Mempertimbangkan sifat kimia fosforus, kita akan bercakap tentang tindak balasnya dengan sebatian mudah dan kompleks.
Interaksi dengan bahan mudah
Perkara pertama yang anda perlu beri perhatian ialah pengoksidaan fosforus. Ini reaksi dia dengan oksigen. Akibatnya, dua bahan berbeza boleh terbentuk - semuanya bergantung pada perkadaran komponen ini.
Pilihan pertama - empat mol fosforus dan tiga mol oksigen membentuk dua mol fosforus trioksida. Interaksi kimia sedemikian boleh ditulis menggunakan yang berikutpersamaan: 4P + 3O2=2P2O3.
Pilihan kedua ialah pembentukan empat mol fosforus dan lima mol oksigen, dua mol fosforus pentoksida. Tindak balas ini boleh dinyatakan menggunakan persamaan berikut:
Dalam kedua-dua tindak balas kimia, terdapat pelepasan cahaya yang ketara. Di samping itu, fosforus boleh berinteraksi dengan bahan mudah seperti logam, halogen (fluorin, iodin, bromin, klorin), sulfur. Unsur kimia ini mampu mempamerkan kedua-dua sifat pengurangan dan pengoksidaan. Contoh interaksi dengan halogen ialah pengklorinan. Ia berlaku dalam dua peringkat. Yang pertama ialah pembentukan dua mol fosforus triklorat daripada dua mol bukan logam yang dimaksudkan dan tiga mol klorin. Interaksi ini boleh dinyatakan menggunakan persamaan berikut: 2P +3Cl2=2PCl3.
Peringkat kedua proses ini ialah penambahan atom klorin kepada fosforus triklorat yang telah diperolehi. Oleh itu, apabila isipadu klorin yang sama ditambah kepada satu mol yang terakhir, satu mol fosforus pentaklorat terbentuk. Kami menulis persamaan untuk tindak balas ini seperti berikut: PCl3 + Cl2=PCl5.
Keteraturan interaksi fosforus dengan logam boleh dilihat dalam contoh ini. Jika kita mengambil tiga mol kalium dan satu mol fosforus, kita mendapat satu mol kalium fosfida. Proses jenis ini boleh ditulis menggunakan persamaan tindak balas berikut: 3K + P=K3R.
Interaksi denganbahan kompleks
Sebatian kimia kompleks yang boleh bertindak balas dengan fosforus termasuk asid dan garam. Mari kita terangkan mengikut urutan ciri sentuhan unsur yang sedang dipertimbangkan dengan kumpulan bahan kimia ini.
Fosforus dan asid
Antara semua yang lain, interaksi fosforus dan asid nitrik menonjol. Untuk menjalankan tindak balas semacam ini, perlu mengambil komponen berikut: fosforus dalam jumlah tiga tahi lalat, lima tahi lalat asid nitrat, dan juga air - dua tahi lalat. Hasil daripada interaksi kimia tersebut, kami memperoleh produk berikut: asid fosforik dan nitrogen oksida. Persamaan untuk tindak balas ini ditulis seperti berikut: 4 + 5NO.
Fosforus dan garam
Interaksi kimia jenis ini boleh dipertimbangkan pada contoh tindak balas bukan logam yang dianggap dengan cuprum sulfat. Untuk menjalankan proses ini, perlu mengambil dua mol fosforus, lima mol tembaga sulfat, lapan mol air. Hasil daripada interaksi bahan-bahan ini, kami memperoleh sebatian kimia berikut: asid sulfat dalam jumlah lima mol, tembaga tulen - jumlah yang sama, dan asid fosforik - dua tahi lalat. Proses ini boleh ditulis dalam bentuk persamaan berikut: SO4 + 5Cu + 2H3PO4.
Mendapatkan bukan logam ini
Dalam industri, bahan yang dimaksudkan diekstrak daripada sebatian kimia seperti kalsium fosfat. Untuk initindak balas kimia berikut dijalankan: garam yang ditentukan dicampur dengan pasir (silikon oksida) dan karbon dalam perkadaran molar 1:3:5, akibatnya, kalsium silikat, fosforus dan gas chad diperoleh dalam nisbah molar 3:2:5.
Sebatian fosforus dan sifatnya
Sebatian yang paling biasa bagi bukan logam yang dianggap ialah fosforus hidroksida. Ia boleh terdiri daripada beberapa jenis bergantung kepada oksida dari mana ia terbentuk. Fosforus hidroksida boleh diperolehi dengan menjalankan tindak balas kimia antara oksida dan airnya. Disebabkan tindak balas ini, pelbagai jenis bahan terbentuk. Oleh itu, hidroksida (3) boleh didapati daripada trioksida, dan fosforus hidroksida (5) daripada pentoksida. Bahan ini mempunyai sifat berasid dan mampu, seterusnya, bertindak balas dengan logam, garam, bes, dll.
Fosforus hidroksida tertinggi ialah asid fosforik. Ia beroksigen dan berpuak. Formulanya ialah H3PO4.
Sifat kimia asas
Fosforus hidroksida, formula yang diberikan di atas, mampu bertindak balas dengan kedua-dua bahan mudah dan kompleks. Mari kita lihat lebih dekat proses ini.
Tindak balas asid fosforik dengan logam
Seperti sebatian kimia lain dalam kelas ini, fosforus hidroksida mampu berinteraksi dengan logam. Semasa proses ini, tindak balas anjakan berlaku di mana atom logam menyesarkan atom hidrogen, dengan itu membentuk garam dan hidrogen, yang dilepaskan ke udara sebagai gas dengan bau yang tidak menyenangkan. Untuk tindak balas iniboleh direalisasikan, logam mesti terletak di sebelah kiri hidrogen dalam siri aktiviti elektrokimia. Iaitu, bahan seperti kuprum, perak dan lain-lain seperti mereka tidak dapat bertindak balas dengan asid fosforik, kerana kerana aktiviti kimianya yang rendah, mereka tidak akan dapat menyesarkan atom hidrogen daripada sebatiannya.
Ambil aluminium sebagai contoh. Apabila dua mol unsur ini ditambah kepada dua mol fosforus hidroksida, kita mendapat aluminium fosfat dan hidrogen dalam jumlah 2 dan 3 mol, masing-masing. Persamaan untuk tindak balas ini ditulis seperti berikut: 2Al + 2H3PO4=2AlPO4 + 3J 2.
Interaksi dengan pangkalan
Fosforus hidroksida, seperti kebanyakan asid lain, boleh memasuki tindak balas kimia dengan bes. Proses sedemikian dipanggil tindak balas pertukaran. Akibatnya, hidroksida baru terbentuk, serta asid baru. Tindak balas sedemikian hanya boleh berlaku jika salah satu produk yang terhasil tidak larut dalam air, iaitu, ia memendakan, menyejat sebagai gas, atau air atau elektrolit yang sangat lemah.
Asid fosforik dan garam
Dalam kes ini, tindak balas pertukaran juga berlaku. Hasilnya, anda boleh mendapatkan asid dan garam baru. Agar tindak balas seperti ini berlaku, peraturan yang diterangkan di atas juga mesti dipatuhi.
Penggunaan fosforus dan sebatiannya dalam industri
Pertama sekali, sebatian unsur kimia ini digunakan untukmembuat adunan yang disapukan pada permukaan sisi kotak mancis. Kepala mancis itu sendiri juga dirawat dengan campuran yang mengandungi fosforus.
Pentoksida daripada bukan logam yang dianggap digunakan secara meluas sebagai pengering gas. Ia juga digunakan dalam industri kimia untuk mendapatkan fosforus hidroksida, formula dan sifat yang telah dibincangkan di atas. Selain itu, ia digunakan dalam pembuatan kaca.
Fosforus hidroksida juga digunakan dalam banyak industri. Pertama sekali, ia digunakan dalam pembuatan baja. Ini disebabkan oleh fakta bahawa fosforus hanya penting untuk tumbuhan. Oleh itu, terdapat beberapa jenis baja yang dibuat berdasarkan sebatian bukan logam yang dimaksudkan. Untuk tujuan ini, bahan seperti kalsium fosfat digunakan. Garam digunakan sebagai baja dalam bentuk tanah. Di samping itu, superfosfat biasa dan berganda digunakan untuk ini. Ammophos dan nitroammophos juga boleh berfungsi sebagai baja. Sebagai tambahan kepada semua di atas, garam atau fosforus hidroksida digunakan sebagai reagen untuk menentukan kehadiran sebatian perak dalam larutan. Jadi, bahan ditambah, yang termasuk sisa asid PO4, kepada larutan. Jika yang terakhir mengandungi garam atau perak hidroksida, mendakan kuning yang kaya akan terbentuk. Ini ialah argentum fosfat, yang mempunyai formula kimia berikut: AgNO3.
Struktur atom fosforus
Seperti yang anda ketahui, semua atom terdiri daripada nukleus dan elektron yang berputarDi sekelilingnya. Nukleus mengandungi proton dan neutron. Elektron mempunyai cas negatif, proton mempunyai cas positif, dan neutron mempunyai cas sifar. Nombor siri fosforus dalam jadual berkala ialah lima belas. Daripada ini kita boleh membuat kesimpulan bahawa nukleusnya mengandungi lima belas proton. Jika atom itu neutral dan bukan ion, maka terdapat elektron sebanyak proton. Iaitu, dalam kes fosforus, terdapat lima belas daripadanya.
Jika salah satu elektron meninggalkan orbitnya, atom akan bertukar menjadi ion bercas positif, iaitu kation. Jika satu elektron bercantum, ion bercas negatif terbentuk - anion.
Dalam jadual berkala unsur kimia, anda boleh melihat bahawa fosforus tergolong dalam tempoh ketiga. Dari sini jelas bahawa terdapat tiga orbit di sekeliling nukleus, di mana elektron diagihkan secara sama rata. Yang pertama ada dua, yang kedua ada lapan, dan yang ketiga ada lima.
Kelaziman dalam alam semula jadi
Pecahan jisim fosforus dalam kerak bumi ialah 0.08%. Ia bukan unsur kimia yang sangat biasa dalam alam semula jadi. Walau bagaimanapun, terdapat keseluruhan kumpulan mineral yang termasuk fosforus. Ini adalah apatit, serta fosforit. Kumpulan pertama yang paling biasa ialah fluorapatite. Formula kimianya adalah seperti berikut: 3Ca3(PO4)2•CaF2. Ia datang dalam warna lutsinar, hijau dan pirus. Antara fosforit, kalsium fosfat adalah yang paling biasa, mempunyai formula kimia berikut: Ca3(PO4)2. Di samping itu, sebatian fosforusterdapat dalam tisu pelbagai organisma hidup.
Peranan fosforus dan sebatiannya dalam alam semula jadi dan badan
Unsur kimia ini sangat penting untuk fungsi normal hampir semua organ dan sistemnya. Pertama sekali, tanpa itu, fungsi buah pinggang yang lancar adalah mustahil. Unsur ini mengambil bahagian dalam proses metabolik badan. Ia juga menggalakkan pertumbuhan semula tisu yang cepat. Tanpa itu, sesetengah vitamin tidak boleh diaktifkan untuk memberi manfaat kepada tubuh - itulah sebabnya fosforus sering ditambah kepada hampir semua persediaan vitamin sebagai komponen tambahan. Di samping itu, ia adalah salah satu unsur kimia yang memastikan fungsi normal jantung. Dia, sebagai tambahan kepada semua perkara di atas, terlibat dalam proses pembahagian sel, jadi kehidupan di Bumi adalah mustahil tanpa unsur mikro ini.
Kawal selia keseimbangan air-garam ialah satu lagi fungsi yang dilakukan oleh sebatian bukan logam yang dipertimbangkan dalam artikel ini di dalam badan. Di samping itu, ia adalah salah satu komponen utama tisu tulang dan otot. Peratusan yang besar juga terdapat dalam gigi. Antara lain, ia juga perlu diperhatikan bahawa fosforus terlibat dalam memastikan fungsi normal sistem saraf. Gejala kekurangan unsur surih dalam badan yang dimaksudkan adalah seperti berikut: peningkatan keletihan, kecekapan rendah, gangguan dalam fungsi sistem saraf (neurosis, histeria, dll.), Selsema terlalu kerap, keletihan otot jantung, sakit pada tulang dan otot, selera makan yang sangat lemah. Untuk mengelakkan fenomena seperti kekurangan fosforus dalam badan, anda perlu tahuapakah makanan yang mengandunginya.
Pertama sekali, ikan harus dikhususkan antara makanan yang kaya dengan unsur kimia yang dianggap. Kepekatan fosforus yang sangat tinggi diperhatikan dalam spesies seperti sturgeon, mackerel, mackerel kuda, tuna, sardin, capelin, pollock, smelt. Selain itu, unsur surih yang dibincangkan dalam artikel ini terdapat dalam daging ketam, udang, serta dalam produk tenusu seperti keju kotej, keju diproses dan keju.
Kesimpulan
Fosforus, walaupun bukan unsur kimia yang sangat biasa di planet ini, adalah sangat penting dari sudut perindustrian dan biologi. Dia dan sebatiannya, khususnya, fosforus hidroksida, digunakan dalam pembuatan pelbagai jenis produk. Artikel itu juga menerangkan sifat fosforus hidroksida (asid fosforik) dan ciri interaksinya dengan logam, bes dan garam.
