Уикипедия

Фосфор: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
Luchibsl1 (беседа | приноси)
2446 редакции
Етикет: Визуален редактор с уикитекст
Редакция без резюме
Ред 1:
{{Химичен елемент
<!-- ОбщиВъншен даннивид -->
| вид =три от алотропите на фосфора – бял (ляво); червен (център); виолетов (дясно)
| име = Фосфор
| картинка =PhosphComby.jpg
| символ = P
<!-- Общи данни -->
| номер = 15
| име =Фосфор
| вляво = [[Силиций]]
| вляво =[[Силиций]]
| вдясно = [[Сяра]]
| вдясно =[[Сяра]]
| отгоре = [[Азот|N]]
| отгоре =[[Азот|N]]
| отдолу = [[Арсен|As]]
| отдолу =[[Арсен|As]]
| серия = Неметал
| група = 15
| период = 3
| блок = p
| серия =неметал
| вид = бял, бледожълт,<br>свети на тъмно,<br>червен, кафяв
| серия_коментар =
| картинка = P,15.jpg
| електронна_конф =&#91;[[Неон|Ne]]&#93; 3s<sup>2</sup> 3p<sup>3</sup>
<!-- Свойства на атома -->
| електронна_конф_коментар =
| атомна_маса = 30,973761
| електрони_на_ниво =2, 8, 5
| атомен_радиус = 100
| електрони_на_ниво_коментар =
| атомен_радиус2 = 98
| CAS_номер =12185-10-3 ''(бял)''<br/>7723-14-0 ''(червен)''
| ковалентен_радиус = 106
| CAS_номер_коментар =
| ван_дер_Ваалс = 180
<!-- Свойства на атома -->
| електронна_конф = [Ne] 3s<sup>2</sup> 3p<sup>3</sup>
| атомна_маса =30,973
| електрони_на_ниво = 2, 8, 5
| атомна_маса_коментар =
| окс_състояния = 3, '''5''', 4,
| атомен_радиус =100
| оксид =
| атомен_радиус2 =98
| крист_структура =
| атомен_радиус_коментар =
<!-- Физични свойства -->
| ковалентен_радиус =107±3
| агрегатно = Твърдо вещество
| ковалентен_радиус_коментар =
| плътност =
| ван_дер_Ваалс =180
| твърдост =
| ван_дер_Ваалс_коментар =
| топене_K = 317,3
| окс_състояния ='''5''', 4, '''3''', 2, 1<ref>{{cite journal|doi=10.1021/ic060186o|pmid=16903744|title=Phosphorus(I) Iodide: A Versatile Metathesis Reagent for the Synthesis of Low Oxidation State Phosphorus Compounds|year=2006|last1=Ellis|first1=Bobby D.|last2=MacDonald|first2=Charles L. B.|journal=Inorganic Chemistry|volume=45|issue=17|pages=6864 – 74|lang=en}}</ref>, −1, −2, '''−3'''
| топене_C = 44,15
| окс_състояния_коментар =
| кипене_K = 550
| оксид =P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> и P<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (киселинни)
| кипене_C = 277
| оксид_коментар =
| моларен_обем = 17,02&times;10<sup>-3</sup>
| електроотрицателност =2,19
| топл_изпарение = 12,129
| електроотрицателност_коментар =
| топл_топене = 0,657
| йон_потенциал =1011,8
| налягане_пара = 20,8
| йон_потенциал2 =1907
| налягане_пара_при = 294
| йон_потенциал3 =2914,1
| скорост_звук =
| йон_потенциал4 =4963,6
| скорост_звук_при =
| йон_потенциал_коментар =([[Моларни йонизационни енергии на химичните елементи|още]])
<!-- Други -->
<!-- Физични свойства -->
| електроотрицателност = 2,19
| агрегатно =твърдо вещество
| топл_капацитет = 769
| агрегатно_коментар =
| електропроводимост = 1,&times;10<sup>-9</sup>
| алотропи =бял, червен, виолетов и черен фосфор
| топлопроводимост = 0,235
| алотропи_коментар =
| йон_потенциал =
| крист_структура =кубична обемноцентрирана
|}}
| крист_структура_коментар =(бял и червен)
| крист_структура2 =ромбоедрична
| крист_структура_коментар2 =(виолетов и черен)
| плътност ={{abbr|''1:''|бял}} 1,823 kg/m³<br/>{{abbr|''2:''|червен}} 2,2 – 2,34 kg/m³<br/>{{abbr|''3:''|виолетов}} 2,36 kg/m³<br/>{{abbr|''4:''|черен}} 2,69
| плътност_коментар =
| топене_K ={{abbr|''1:''|бял}} 317,3
| топене_C =44,15
| топене_коментар =
| кипене_K ={{abbr|''1:''|бял}} 550
| кипене_C =277
| кипене_коментар =
| моларен_обем ={{abbr|''1:''|бял}} 17,02&times;10<sup>-3</sup>
| моларен_обем_коментар =
| тройна_точка_темп =
| тройна_точка_налягане =
| тройна_точка_коментар =
| крит_точка_темп =
| крит_точка_налягане =
| крит_точка_коментар =
| топл_изпарение ={{abbr|''1:''|бял}} 51,9
| топл_изпарение_коментар =
| топл_топене ={{abbr|''1:''|бял}} 0,66
| топл_топене_коментар =
| налягане_пара_T1 ={{abbr|279|бял}}<br/>{{abbr|455|червен}}
| налягане_пара_T10 ={{abbr|307|бял}}<br/>{{abbr|489|червен}}
| налягане_пара_T100 ={{abbr|342|бял}}<br/>{{abbr|529|червен}}
| налягане_пара_T1k ={{abbr|388|бял}}<br/>{{abbr|576|червен}}
| налягане_пара_T10k ={{abbr|453|бял}}<br/>{{abbr|635|червен}}
| налягане_пара_T100k ={{abbr|549|бял}}<br/>{{abbr|704|червен}}
| скорост_звук =
| скорост_звук_коментар =
| топл_капацитет =
| топл_капацитет_коментар =
| електропроводимост =
| електропроводимост_коментар =
| елсъпротивление =
| елсъпротивление_коментар =
| топлопроводимост ={{abbr|''1:''|бял}} 0,236 W/(m·K)<br/>{{abbr|''2:''|червен}} 12,1
| топлопроводимост_коментар =
| магнетизъм =[[диамагнетизъм|диамагнитен]]<ref>{{cite book |url=https://web.archive.org/web/20110303222309/http://www-d0.fnal.gov/hardware/cal/lvps_info/engineering/elementmagn.pdf|chapter=Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds| editor = Lide, D. R. | title = CRC Handbook of Chemistry and Physics | edition = 86th | location = Boca Raton (FL) | publisher = CRC Press | year = 2005 | isbn = 0-8493-0486-5 | lang = en }}</ref>
| магнетизъм_коментар =
| модул_еластичност =
| модул_еластичност_коментар =
| модул_срязване =
| модул_срязване_коментар =
| модул_натиск ={{abbr|''1:''|бял}} 5 GPa<br/>{{abbr|''2:''|червен}} 11
| модул_натиск_коментар =
| коефициент_Поасон =
| коефициент_Поасон_коментар =
| твърдост_Моос =
| твърдост_Моос_коментар =
| твърдост_Викерс =
| твърдост_Викерс_коментар =
| твърдост_Бринел =
| твърдост_Бринел_коментар =
<!-- История -->
| наименование =от [[гръцки език|гръцкото]] ''Φωσφόρος'' – ''„[[Луцифер|Светлоносец]]“''
| открит_от =[[Хенинг Бранд]]
| открит_през =1669 г.
| изолиран_от =
| изолиран_през =
<!-- Изотопи -->
| изотопи =
{{Химичен елемент/изотоп стабилен|символ=P|масово_число=31|препратка=|честота=100 %|firstlinks=yes}}
{{Химичен елемент/изотоп разпад1|символ=P|масово_число=32|препратка=|честота=[[радиоизотоп|радио]]|период_полуразпад=14,28 дни|тип_разпад=[[бета-разпад|β<sup>-</sup>]]|продукт_символ=S|продукт_масово_число=32|препратка1=}}
{{Химичен елемент/изотоп разпад1|символ=P|масово_число=33|препратка=|честота=радио|период_полуразпад=25,3 дни|тип_разпад=β<sup>-</sup>|продукт_символ=S|продукт_масово_число=33|препратка1=}}
<!-- Връзка към други уики -->
| общомедия_ID =Phosphorus
| уикиданни_ID =Q674
}}
 
'''Фосфорът''' е [[химия|химически]] [[химически елемент|елемент]], който е означен с буквата '''P''' в [[Периодична система на елементите|периодичната система на елементите]], а атомния му номер е 15. Многовалентен [[неметал]] от [[Пниктоген|групата на азота]], фосфорът се съдържа в неорганичните фосфатни скали и във всички живи клетки, но никога не е единствен елемент — – поне в естествени условия. Той е силно реактивен, блести слабо след реакция с [[кислород]] (оттук и името), среща се под различни форми, и е много важен елемент за живите организми. Под формата на [[фосфорна киселина]] той влиза в състава на [[нуклеинови киселини|нуклеиновите киселини]], които играят важна роля при синтезните процеси в живата клетка. Солите на фосфорната киселина, главно [[Калциев фосфат|калциевият фосфат]], са основният градивен материал на костите на гръбначните животни. Големи количества фосфор се съдържат и в мозъчното вещество. Най-важната употреба на фосфора е в производството на [[Тор (биология)|торове]]. Също така той се използва широко при направата на [[експлозив]]и, <!-- friction matches - нямам идея как е на български -->[[фойерверки]], [[пестицид]]и, [[паста за зъби|пасти за зъби]] и [[препарат|перилни препарати]].
 
В организмите на животните най-много фосфор се съдържа в костите, мускулите и нервните тъкани. В организма на човека се съдържа средно около 1,5 кг. фосфор, като 1,4 кг -. – в костите, 0,130 кг. в мускулите и 12g12 -гр. – в нервите и мозъка.
== Откриване ==
 
== История и откритие ==
При търсене на [[философски камък|философския камък]] немският аптекар и алхимик Хенниг Бранд (Hennig Brand), през 1669 г. при един от опитите си той нагрява остатъка от изпарена урина с въглища и пясък, и когато го оставя на тъмно той видял,че съдържанието на колбата свети. Така той открил фосфора. Първо го нарича "студен огън", а после му дава името фосфор (от [[гръцки език|гръцки]] phosphóros - светоносен). През 1715 г. Хенсинг установява, че фосфор се съдържа в мозъка, а през 1769 г. Ю. Хан доказва, че в костите се съдържа голямо количество фосфор. Този факт по-късно се потвърждава и от шведския химик К. Шееле. Той получава фосфор от пепелта, която се образува при изгарянето на кости.
При търсене на [[философски камък|философския камък]] немският аптекар и алхимик Хенниг Бранд (Hennig Brand), през 1669 г. при един от опитите си той нагрява остатъка от изпарена урина с въглища и пясък, и когато го оставя на тъмно той видял, че съдържанието на колбата свети. Така той открил фосфора. Първо го нарича „студен огън“, а после му дава името фосфор (от [[гръцки език|гръцки]] phosphóros – светоносен). През 1715 г. Хенсинг установява, че фосфор се съдържа в мозъка, а през 1769 г. Ю. Хан доказва, че в костите се съдържа голямо количество фосфор. Този факт по-късно се потвърждава и от шведския химик К. Шееле. Той получава фосфор от пепелта, която се образува при изгарянето на кости.
 
== Свойства ==
== Прости вещества ==
=== Физични ===
[[File:White phosphorus molecule.jpg|left|thumb|100px|P<sub>4</sub> молекула]]
{{раздел-мъниче}}
При температура над 1000°C фосфорът дава двуатомни молекули, P<sub>2</sub>, подобно на [[Азот]]а. При по-ниски температури са типични четириатомни P<sub>4</sub> и полимерни P<sub>2∞</sub> молекули.<ref name="1002-phosphorus"> Д. Лазаров, Неорганична химия, УИ "Св. Климент Охридски", София, 1993</ref>
 
=== Алотропни форми ===
 
<b>[[Бял фосфор|Белият фосфор]]</b> е изграден от четириатомни молекули с молекулна [[кристална решетка]]. Бяло восъкоподобно вещество, което се разтваря в [[серовъглерод]]. Той е термодинамично нестабилен и силно отровен.<ref name="1002-phosphorus"></ref>
 
<b>[[Червен фосфор|Червеният фосфор]]</b> се получава се от белия фосфор при престояване (или при нагряване в инертна среда). Аморфен червен прах, не се разтваря в серовъглерод, неотровен. При умерено нагряване на аморфен червен фосфор се получава кристална модификация, изградена от полимерни вериги от фосфорни атоми.<ref name="1002-phosphorus"></ref>
 
=== Химични ===
<b>[[Черен фосфор|Черният фосфор]]</b>, най-стабилната форма на фосфора, се получава се от бял фосфор при нагряване до 200°C и налягане 1,2 [[Паскал (единица)|GPa]].
 
<b>[[Лилав фосфор]]</b>
 
<b>[[Кафяв фосфор]]</b>
 
<b>[[Дифосфор]]</b>
 
== Получаване ==
Основен метод за получаване е редукция на фосфорни минерали с въглища в присъствие на силициев диоксид:{{Br}}
: 2Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 10C + 6SiO<sub>2</sub> → 6CaSiO<sub>3</sub> + P<sub>4</sub> + 10CO{{Br}}
или{{Br}}
: 4Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F + 18SiO<sub>2</sub> + 30C → 3P<sub>4</sub> + 30CO + 18CaSiO<sub>3</sub> + 2CaF<sub>2</sub>
 
== Химични свойства ==
Активен неметал, реагира с кислород, халогени, сяра и много метали. Най-реактивоспособен е белият фосфор.
 
С вода и минерални кисели не взаимодейства.
 
При нагряване на бял фосфор с концентрирани разтвори на алкални основи се отделя фосфин<ref name="1002-phosphorus"></ref>{{Br}}
При нагряване на бял фосфор с концентрирани разтвори на алкални основи се отделя фосфин<ref name="1002-phosphorus"></ref>
 
: P<sub>4</sub> + 3NaOH + 3H<sub>2</sub>O → PH<sub>3</sub> + 3NaH<sub>2</sub>PO<sub>2</sub>
 
=== Хидриди ===
==== Хидриди ====
PH<sub>3</sub> [[Фосфин]] - безцветен, силно отровен газ с миризма на риба. Т.т -133.8°C, т.к. -87.7°C.
[[Фосфин]] (PH<sub>3</sub>) – безцветен, силно отровен газ с миризма на риба. [[Точка на топене]] – 133,8 °C, [[точка на кипене]] – 87,7 °C.
 
Директното взаимодействие с водород:
:2P + 3H<sub>2</sub> ⇄ 2PH<sub>3</sub> + Q; Δ''H''(ΔH = -9.,2kJ/mol)''
протича със забелижима скорост едва при температура 300 °C, при която фосфина се разлага. Поради това PH<sub>3</sub> се получава индиректно, например:
:Ca<sub>3</sub>P<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O → 3Ca(OH)<sub>2</sub> + 2PH<sub>3</sub>
 
==== Оксиди ====
:PO - Фосфорен (II) оксид, фосфорен оксид – (PO):
::2POBr<sub>3</sub> + 3Mg → 2PO + 3MgBr<sub>2</sub>
:Фосфорен (III) оксид, дифосфорен триоксид – (P<sub>4</sub>O<sub>6</sub>) или (P<sub>2</sub>O<sub>3</sub> - Фосфорен (III) оксид, дифосфорен триоксид:
::P<sub>4</sub> + 3O<sub>2</sub> → P<sub>4</sub>O<sub>6</sub>, ''(при недостиг на [[кислород]])''
:Фосфорен (IV) оксид – (P<sub>2</sub>O<sub>4</sub> - Фосфорен (IV) оксид:
::4P<sub>4</sub>O<sub>6</sub> → 6P<sub>2</sub>O<sub>4</sub> + P<sub>4</sub>, ''(нагряване над 210 °C)''
:Фосфорен (V) оксид, дифосфорен пентаоксид – (P<sub>4</sub>O<sub>10</sub>) или (P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> - Фосфорен (V) оксид, дифосфорен пентаоксид:
::P<sub>4</sub> + 5O<sub>2</sub> → P<sub>4</sub>O<sub>10</sub>, или
::P<sub>4</sub>O<sub>6</sub> + 2O<sub>2</sub> → P<sub>4</sub>O<sub>10</sub>, ''(хемилуминисценция -– слаба, бледа светлина)''
:Фосфорен пероксид – (P<sub>2</sub>O<sub>6</sub> - Фосфорен пероксид)
 
==== Хидроксиди ====
Хидроксидите на фосфора са дву-дву– три-три– четири-четири– и полиосновни средно силни киселини<ref name="1002-phosphorus"> Д. Лазаров, Неорганична химия, УИ "Св„Св. Климент Охридски"Охридски“, София, 1993</ref>.
{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
!Формула
!
!Наименование
!Структурна формула
Line 116 ⟶ 169:
|H<sub>3</sub>PO<sub>2</sub>
|Хипофосфориста киселина
|[[File:Phosphinsäure - Hypophosphorous acid.svg|70px|н]]
|2P<sub>4</sub> + 3Ba(OH)<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O → 2PH<sub>3</sub> + 3Ba(H<sub>2</sub>PO<sub>2</sub>)<sub>2</sub>;<br/>
Ba(H<sub>2</sub>PO<sub>2</sub>)<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → 2H<sub>3</sub>PO<sub>2</sub> + BaSO<sub>4</sub>
Line 125 ⟶ 178:
|H<sub>4</sub>P<sub>2</sub>O<sub>6</sub> + H<sub>2</sub>O → H<sub>3</sub>PO<sub>3</sub> + H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
|-
|H<sub>3</sub>PO<sub>3</sub> или;<br/> H<sub>2</sub>(HPO<sub>3</sub>)
|[[Фосфориста киселина]]
|[[Файл:Phosphonsäure - Phosphorous acid.svg|70px|н]]
Line 131 ⟶ 184:
|-
|H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
|[[Фосфорна киселина|Фосфорна]] (Ортофосфорна)<br/> киселина
|[[Файл:Phosphorsäure - Phosphoric acid.svg|70px|н]]
|3P + 5HNO<sub>3</sub> + 2H<sub>2</sub>O → 3H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> + 5NO
|-
|H<sub>4</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> или ;<br/>P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>.2H<sub>2</sub>O
|Дифосфорна (Пирофосфорна)<br/> киселина
|[[Файл:Diphosphorsäure - Diphosphoric acid.svg|90px|н]]
|2H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> → H<sub>4</sub>P<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + H<sub>2</sub>O, <br/>''(нагряване до 215 °C)''
|-
|H<sub>3</sub>PO<sub>5</sub>
Line 151 ⟶ 204:
|}
 
==== Соли ====
{{раздел-мъниче}}
 
=== Алотропни форми ===
[[File:White phosphorus molecule.jpg|left|thumb|100px|P<sub>4</sub> молекула]]
При температура над 1000 °C фосфорът дава двуатомни молекули, P<sub>2</sub>, подобно на [[азот]]а. При по-ниски температури са типични четириатомни P<sub>4</sub> и полимерни P<sub>2∞</sub> молекули.<ref name="1002-phosphorus"> Д. Лазаров, Неорганична химия, УИ „Св. Климент Охридски“, София, 1993</ref>
 
<b>[[Бял фосфор|Белият фосфор]]</b> е изграден от четириатомни молекули с молекулна [[кристална решетка]]. Бяло восъкоподобно вещество, което се разтваря в [[серовъглерод]]. Той е термодинамично нестабилен и силно отровен.<ref name="1002-phosphorus"></ref>
 
<b>[[Червен фосфор|Червеният фосфор]]</b> се получава се от белия фосфор при престояване (или при нагряване в инертна среда). Аморфен червен прах, не се разтваря в серовъглерод, неотровен. При умерено нагряване на аморфен червен фосфор се получава кристална модификация, изградена от полимерни вериги от фосфорни атоми.<ref name="1002-phosphorus"></ref>
 
<b>[[Черен фосфор|Черният фосфор]]</b>, най-стабилната форма на фосфора, се получава се от бял фосфор при нагряване до 200 °C и налягане 1,2 [[Паскал (единица)|GPa]].
 
<b>[[Лилав фосфор]]</b>
 
<b>[[Кафяв фосфор]]</b>
 
<b>[[Дифосфор]]</b>
 
== Производство ==
Основен метод за получаване е редукция на фосфорни минерали с въглища в присъствие на силициев диоксид:
: 2Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 10C + 6SiO<sub>2</sub> → 6CaSiO<sub>3</sub> + P<sub>4</sub> + 10CO
или
: 4Ca<sub>5</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>F + 18SiO<sub>2</sub> + 30C → 3P<sub>4</sub> + 30CO + 18CaSiO<sub>3</sub> + 2CaF<sub>2</sub>
 
== Употреба ==
{{раздел-мъниче}}
 
== Биологична роля ==
== Кръговрат на фосфора ==
=== Кръговрат на фосфора ===
Кръговратът на фосфора е по-различен от [[вода|водния]], [[въглерод]]ния или [[азот]]ния кръговрат, защото фосфорът се съдържа в [[седиментни скали|утаечните скали]], а не в [[атмосфера]]та. Фосфорът е важна съставка на [[ДНК]], на много молекули в живите клетки, и се съдържа в костите на [[гръбначни животни|гръбначните животни]]. Един по-малък и по-маловажен източник на фосфор е [[гуано]]то (животинския тор) на рибоядните морски птици. Кръговратът на фосфора е един от най-бавните.
 
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Фосфор“.