Фосфор

Фосфор (P)
Атомний номер15
Зовнішній вигляд простої речовиниБілий, восковидний
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)30,973762 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома128 пм
Енергія іонізації (перший електрон)1011,2(10,48) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація[Ne] 3s2 3p3
Хімічні властивості
Ковалентний радіус106 пм
Радіус іона35 (+5e) 212 (-3e) пм
Електронегативність (за Полінгом)2,19
Електродний потенціал0
Ступені окиснення5, 3, -3
Термодинамічні властивості
Густина(білий фосфор)1,82 г/см³
Молярна теплоємність0,757 Дж/(К·моль)
Теплопровідність(0,236) Вт/(м·К)
Температура плавлення317,3 К
Теплота плавлення2,51 кДж/моль
Температура кипіння553 К
Теплота випаровування49,8 кДж/моль
Молярний об'єм17,0 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґраткикубічна
Період ґратки7,170 Å
Відношення с/аn/a
Температура Дебаяn/a К
Інші властовості
Критична точкан/д
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
CMNS: Фосфор у Вікісховищі

Фо́сфор (P) — хімічний елемент 15-ї групи (згідно із застарілою класифікацією — головної підгрупи п'ятої групи) третього періоду періодичної системи хімічних елементів; неметал; атомний номер 15. Атомна маса 30,97376. Один з найпоширеніших елементів земної кори: 0,08-0,09% її маси. У вільному стані не зустрічається через високу хімічну активність. У природі відомий один стабільний ізотоп — 31Р. Відомі оксиди фосфору P2O5, P2O3, пероксид P2O6, карбід РС3. Утворює близько 190 мінералів, найважливішими з яких є апатит Ca5(PO4)3(F, Cl, OH), фосфорит та інші. Фосфор міститься у всіх частинах зелених рослин, ще більше його в плодах і насінні (див. фосфоліпіди). Міститься в тканинах тварин, входить до складу білків та інших найважливіших органічних сполук (аденозинтрифосфат (АТФ), дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК)), є біогенним елементом.

Історія

Фосфор відкритий гамбурзьким алхіміком Геннігом Брандом у 1669 році. Подібно до інших алхіміків, Бранд намагався відшукати еліксир життя або філософський камінь, а отримав речовину, яка світиться. Цим відкриттям Бранд не збагатився і продав спосіб отримання Даніелю Крафту (Johann Daniel Kraft), який заробив на цьому статок. Трохи згодом фосфор отримав інший німецький хімік — Йоганн Кункель. Незалежно від Бранда і Кункеля фосфор отримав Роберт Бойль, який описав його в статті «Спосіб приготування фосфору з людської сечі», датованій 14 жовтня 1680 та опублікованій 1693. Удосконалений спосіб отримання фосфору був опублікований 1743 Андреасом Маргграфом. Існують дані, що фосфор вміли отримувати арабські алхіміки у XII столітті.

Те, що фосфор — проста речовина, довів Антуан Лавуазьє.

Походження назви

У 1669 році німецький алхімік Генніг Бранд при нагріванні суміші білого піску і випаруваної сечі отримав речовину, що світилася в темряві, названу спочатку «холодним вогнем», а пізніше фосфором, від грец. φως-φορος — світлоносний.

Поширення в природі

Фосфор досить поширений елемент (0,08 % маси земної кори). Концентрація у морській воді 0,07 мг/л[1]. В природі він зустрічається винятково у зв'язаному стані. Найважливішими природними сполуками фосфору є мінерали фосфорит Са3(PO4)2 і апатит, який у своєму складі містить, крім Са3(PO4)2, CaP2 або CaCl2.

Багаті родовища апатиту є на Кольському півострові, а також у південному Казахстані (гори Каратау), на Уралі, в Естонії, Ленінградській і Московській областях Російської Федерації, в Україні і в інших місцях.

Фосфор є також постійною складовою частиною живих організмів — рослин і тварин. Особливо значні його кількості містяться в кістках тварин (і людини) у вигляді фосфату кальцію Са3(PO4)2. Крім того, фосфор входить до складу нуклеїнових кислот та білків.

В 2023 році, фосфор було виявлено в далекому космосі, а саме, на краю Чумацького Шляху. Для цього дослідники використали радіотелескопи, щоб спостерігати холодну пилову хмару газу на краю нашої Галактики, яка знаходиться на великій відстані від її центру. Були виявлені сигнатури молекул, які містять фосфор, а саме, такі як монооксид фосфору та мононітрид фосфору. Це переконливо свідчить про присутність фосфору у віддаленій галактичній хмарі. Виявлення фосфору в цій далекій хмарі свідчить про можливість існування життя відносно далеко від центру Галактики. Пізнання цього факту стимулює астрономів шукати планети і життя саме в глибині Чумацького Шляху[2][3].

Прогноз скорочення запасів

Як сільськогосподарське добриво, замість того, щоб повернутись у ґрунт, з якого він походить, — через рослинні та тваринні відходи — наразі фосфор найчастіше подорожує до міст разом з врожаєм, і зрештою вимивається нашими каналізаційними системами у море. Якщо ситуація не зміниться, за різними підрахунками фосфору нам може вистачити від 35 до 400 років[4].

Фізичні властивості

Білий фосфор із жовтим відтінком на зрізі під шаром води.

Проста речовина — фосфор. Неметал. Утворює декілька алотропічних модифікацій — білий фосфор (густина 1,828, tплав 44,14 °C), червоний фосфор (густина 2,3, tплав 590 °C) та ін.

Легко окиснюється киснем повітря до оксидів, галогенами — до галогенідів, при сплавленні із сіркою утворює сульфіди, а при нагріванні з металами — фосфіди. Білий фосфор (насправді внаслідок наявності домішок має жовтуватий відтінок і тому називають також жовтим фосфором) легко самозаймається, світиться в темряві, дуже отруйний, викликає сильні опіки; червоний фосфор (суміш декількох модифікацій, в якій переважає фіолетова) менш активний хімічно, не отруйний; чорний фосфор — найменш хімічно активний, за зовнішнім виглядом схожий на графіт, на відміну від білого та червоного фосфорів, які є ізоляторами, чорний фосфор — напівпровідник.

У вільному стані фосфор буває в кількох алотропічних модифікаціях. Найбільше значення мають так звані білий і червоний фосфор.

Білий фосфор — безбарвна воскоподібна речовина з жовтуватим відтінком, через що його називають також жовтим фосфором. Утворюється при швидкому охолодженні пари фосфору. Його густина 1,82 г/см³. Температура плавлення 44,1 °C, температура кипіння 280 °C. У воді практично не розчиняється, але добре розчиняється в сірковуглеці CS2.

Білий фосфор надзвичайно отруйний — на шкірі залишає хворобливі опіки. Доза його в 0,1 г — смертельна для людини. Працювати з ним слід дуже обережно.

На повітрі білий фосфор легко окислюється. При цьому частина хімічної енергії перетворюється у світло. Тому білий фосфор у темряві світиться.

Білий фосфор — легкозаймиста речовина. Температура його займання 40 °C, а в дуже роздрібненому стані він самозаймається на повітрі навіть при звичайній температурі. Тому білий фосфор зберігають під водою.

Червоний з лівої та фіолетовий фосфор з правої сторони

Червоний фосфор — порошкоподібна речовина червоно-бурого кольору. Утворюється при тривалому нагріванні білого фосфору в герметично закритому посуді при температурі близько 250 °C. Червоний фосфор не отруйний і не розчиняється у сірковуглеці. Густина 2,20 г/см³. Запалюється червоний фосфор лише при температурі 240 °C. При нагріванні не плавиться, а переходить безпосередньо з твердого в газоподібний стан (сублімує). При охолодженні пари фосфору переходять у білий фосфор.

Чорний фосфор — речовина, схожа на графіт, має шарувату будову. Масний на дотик, з металічним блиском, має властивості напівпровідників. Утворюється також з білого фосфору при тривалому нагріванні (200 °C) під великим тиском (1220 МПа).

Хімічні властивості

Фосфор належить до п'ятої групи третього періоду періодичної системи елементів. Порядковий номер 15. Маючи на зовнішній електронній оболонці п'ять електронів: (15 = 2 + 8 + 5), атоми фосфору мають властивості окисника і, приєднуючи від атомів інших елементів три електрони, яких бракує для заповнення зовнішньої оболонки, перетворюються в негативно тривалентні йони: Р0 + 3e = Р3-. Фосфор менш активний окисник, ніж азот, оскільки його валентні електрони перебувають далі від ядра атома і слабше з ним зв'язані, ніж валентні електрони атомів азоту.

Атоми фосфору можуть також втрачати свої валентні електрони, перетворюючись при цьому в позитивно заряджені йони, наприклад Р0 - 5е = Р5+. У зв'язку з більшою віддаленістю валентних електронів від ядра атома фосфор набагато легше віддає ці електрони, ніж азот. Тому металічні властивості фосфору проявляються більш виразно, ніж в азоту.

З киснем фосфор сполучається досить енергійно, особливо білий, виділяючи значну кількість тепла і утворюючи пентаоксид фосфору P2O5:

4P + 5O2 → 2P2O5

Фосфор досить легко реагує і з іншими неметалами, особливо з хлором, з яким він навіть при невеликому нагріванні енергійно взаємодіє з утворенням безбарвних кристалів пентахлориду фосфору PCl5:

2P + 5Cl2 → 2PCl5

При дуже високій температурі фосфор, подібно до азоту, може сполучатися з багатьма металами, утворюючи фосфіди:

2P + 3Ca → Ca3P2

З воднем фосфор безпосередньо не взаємодіє. Але посереднім шляхом можна одержати сполуки фосфору з воднем. Наприклад, при дії на фосфід кальцію розведеної хлоридної кислоти утворюється фосфін PH3, який за своїми властивостями нагадує аміак:

Ca3P2+6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

Сполуки

Для фосфору характерним є ступінь окиснення «+5», якому відповідають природні фосфатні мінерали. Сполуки фосфору «+3» — відновники.

Oxidy fosforu

  • Кислоти
Ступінь окиснення Формула Назва Основність Стійкі сполуки
+1 H3PO2 гіпофосфітна кислота 1 кислота, солі
+3 H3PO3 фосфітна кислота 2 кислота, солі
+5 (HPO3)n метафосфатні кислоти n кислоти, солі (n ≥ 3)
+5 H3PO4 (орто)фосфатна кислота 3 кислота, солі
+5 H4P2O7 пірофосфатна кислота 4 кислота, солі
  • Галогеніди фосфору: PCl5, POCl3, PCl3 та аналогічні бурхливо взаємодіють з водою, утворюючи галогенводневі кислоти.

Отримання

У вільному стані фосфор одержують відновленням фосфату кальцію вугілля в присутності діоксиду кремнію: Са3(PO4)2 + 3SiO2 → 3CaSiO3 + P2O5

P2O5 + 5C → 2P + 5CO↑

Процес відновлення здійснюють у спеціальних електричних печах при температурі близько 1500 °C. Діоксид кремнію (пісок) додається для зниження температури реакції, витиснення фосфатного ангідриду з фосфату кальцію і видалення з печі твердих продуктів у вигляді розплавленого шлаку CaSiO3. Одержуваний фосфор виділяється в пароподібному стані, який потім охолоджують і збирають у приймачі з водою.

Застосування

У практиці застосовується переважно червоний фосфор, головним чином у сірниковому виробництві. В суміші з товченим склом і клеєм червоний фосфор наносять на бічні поверхні сірникових коробок. До складу головок сірників фосфор не входить. Вони виготовляються з суміші хлорату калію KClO3, діоксиду мангану MnO2, сірки, товченого скла і клею. При терті головки сірника об бічну поверхню сірникової коробки запалюється фосфор, який підпалює головку сірника, а від головки запалюється й дерево сірника.

Червоний фосфор застосовують в металургії як розкиснювач і компонент деяких металічних сплавів, сполуки фосфору — як добрива (суперфосфат) і в медицині. Штучний радіоактивний ізотоп 32Р — як мічений атом (Т1/2 = 14,22 доби, β-випромінювач).

Біологічна роль

Фосфатний зв'язок поєднує послідовні нуклеотиди в нитках ДНК та РНК.

АТФ слугує головним енергетичним носієм клітин.

Фосфоліпіди формують клітинні мембрани.

Міцність кісток визначається наявністю у них фосфатів.

Токсикологія та перша допомога

Хронічне отруєння білим фосфором може призвести до виродження жирової тканини та загнивання нижньої щелепи. При потраплянні на шкіру чи в очі негайно промивають 5% розчином CuSO4·5H2O і накладають пов'язку просочену цим же розчином. Цим же розчином гасять білий фосфор, при цьому він вкривається металевою міддю, що ізолює його від доступу повітря:

P4 + 10CuSO4 +16H2O → 10Cu↓ + 4H3PO4 + 10H2SO4

При потраплянні всередину дають блювотне: 20 г CuSO4·5H2O на 2–3л теплої води, що також нейтралізує фосфор його окисненням. Постраждалому не можна давати молоко, оскільки наявні в ньому краплини жиру розчиняють фосфор, сприяючи його всмоктуванню стінками кишечника[5].

Див. також

Примітки

  1. JP Riley and Skirrow G. Chemical Oceanography V. 1, 1965
  2. Alien life may be possible even at the Milky Way’s edges. // By Bas den Hond. 22 June 2023
  3. Виявлено фосфор на краю Чумацького Шляху: нові перспективи пошуку життя в галактиці. // Автор: Anna Nevolina. 22.06.2023
  4. Шість речей, яких скоро може не стати - а ви про це й не здогадуєтесь. BBC News Україна. 23 вересня 2019. Архів оригіналу за 21 грудня 2021. Процитовано 12 листопада 2019.
  5. Василега, 1980.

Джерела

Література

  • Фосфор у ґрунтах і землеробстві України / Б. С. Носко ; Нац. акад. аграр. наук України, Нац. наук. центр "Ін-т ґрунтознавства та агрохімії ім. О. Н. Соколовського". — Харків : Бровін О. В., 2017. — 474 с. : іл., табл., портр. ; 21 см. — Бібліогр.: с. 458—474 (282 назви). — 300 пр. — ISBN 978-617-7256-82-2

Посилання

Read other articles:

?Melissotarsus робітник Melissotarsus beccarii Біологічна класифікація Домен: Ядерні (Eukaryota) Царство: Тварини (Animalia) Тип: Членистоногі (Arthropoda) Клас: Комахи (Insecta) Ряд: Перетинчастокрилі (Hymenoptera) Родина: Мурашки (Formicidae) Підродина: Мирміцини (Myrmicinae) Триба: Crematogastrini Рід: MelissotarsusEmery, 1877 Типовий вид Meli...

 

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (نوفمبر 2022) السارق: حارس الكنز ملصق المسلسل أيضاً معروف باسم السارق: سبع عملات لجوسون النوع أكشن  [لغات أخرى]‏[1]،  وكوميديا[1]  صناعة إستوديو دراغون ...

 

← 2017 •  • 2025 → Eleições para a Câmara Municipal de Lisboa em 2021 17 vereadores para a Câmara Municipal de Lisboa 26 de setembro de 2021 Demografia eleitoral Hab. inscritos:  476 750 Votantes : 242 751    50.92%  0.5% PSD-CDS-PPM-MPT-A Votos: 83 163   Deputados obtidos: 7      34.26% PS-L Votos: 80 869   Deputados obtidos: 7      33.31% Col...

Culture of China Stone Statue of Laozi (Ló-tsú in Hoklo language) at Mount Qingyuan in Quanzhou, Hokkien, China. Minnan culture or Hokkien/Hoklo culture (Hokkien Pe̍h-ōe-jī: Bân-lâm bûn-hòa; Chinese: 閩南文化), also considered as the Mainstream Southern Min Culture, refers to the culture of the Hoklo people, a group of Han Chinese people who have historically been the dominant demographic in the province of Fujian (called Hokkien in the Hoklo language) in Southern China, Taiw...

 

I Will FlyAlbum studio karya Ten 2 FiveDirilis9 Oktober 2004GenreJazz, Pop, R&B, SoulLabelEMI Music IndonesiaKronologi Ten 2 Five I Will Fly (2004) Ost. Me vs High Heels (2005)Ost. Me vs High Heels2005 I Will Fly merupakan sebuah album musik pertama karya Ten 2 Five. Dirilis pada tahun 2004. Lagu utamanya ialah I Will Fly. Daftar lagu My World Is Full With You I Will Fly Ready to Lose You Jingga Kosong Hold On Desember-ku Ingin Rasakan Cinta I Will Fly-Demo Bila Rum Raisin Chocolate I...

 

Alternative representations of the RGB color model Fig. 1. HSL (a–d) and HSV (e–h). Above (a, e): cut-away 3D models of each. Below: two-dimensional plots showing two of a model's three parameters at once, holding the other constant: cylindrical shells (b, f) of constant saturation, in this case the outside surface of each cylinder; horizontal cross-sections (c, g) of constant HSL lightness or HSV value, in this case the slices halfway down each cylinder; and rectangular vertical cross-se...

タイガー(Tiger)は、トライアンフが製造販売しているオートバイの車種である。 モデル一覧 タイガー80 1937年から1939年にかけてトライアンフ・エンジニアリングによって製造販売されていた排気量349ccモデル。これ以外にも250ccのタイガー70と500ccのタイガー90があった。 タイガー100 1939年から1940年の間と1946年から1973年の間の2回、トライアンフ・エンジニアリングが製...

 

Brahmic script used to write Sanskrit This article has multiple issues. Please help improve it or discuss these issues on the talk page. (Learn how and when to remove these template messages) This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (June 2014) (Learn how and when to remove this template message) This article's factual accuracy is disputed. Relevant dis...

 

Species of fungus Cortinarius sinapivelus Scientific classification Domain: Eukaryota Kingdom: Fungi Division: Basidiomycota Class: Agaricomycetes Order: Agaricales Family: Cortinariaceae Genus: Cortinarius Species: C. sinapivelus Binomial name Cortinarius sinapivelusDanks, T.Lebel & Vernes (2010) Known only from New South Wales, Australia Cortinarius sinapivelus is a species of truffle-like fungus in the family Cortinariaceae. Known only from New South Wales, it was described as new...

2018 English film directed by Chandran Rutnam According to MatthewTheatrical release posterDirected byChandran RutnamWritten byChristie Eliezer James RutnamProduced byChandran RutnamStarringAlston Koch Jacqueline Fernandez Kian O'Grady Bimsara PremaratnaCinematographyChandana JayasingheEdited byJames RutnamMusic byMorris HayesProductioncompanyTabrobane PicturesDistributed byUS DistributionRelease date 24 November 2018 (2018-11-24) (Sri Lanka) Running time100 minutesCountryS...

 

2007 National Football League championship game 2007 Super Bowl redirects here. For the Super Bowl that was played at the completion of the 2007 season, see Super Bowl XLII. Super Bowl XLI Indianapolis Colts (3)(AFC)(12–4) Chicago Bears (1)(NFC)(13–3) 29 17 Head coach:Tony Dungy Head coach:Lovie Smith 1234 Total IND 61067 29 CHI 14030 17 DateFebruary 4, 2007 (2007-02-04)StadiumDolphin Stadium, Miami Gardens, FloridaMVPPeyton Manning, quarterbackFavoriteColts by 7[1][2]...

 

Brazilian currency since 1994 This article is about the modern Brazilian currency unit. For the currency of Brazil from the colonial period to 1942, see Brazilian real (old). BRL redirects here. For other uses, see BRL (disambiguation). Brazilian realReal brasileiro (Portuguese) Banknotes of reais (from 2 reais to 100 reais)200 reais banknote ISO 4217CodeBRL (numeric: 986)Subunit0.01UnitUnitrealPluralreaisSymbolR$‎Nicknamepila, mango, pau, conto, réis (plural)Denominati...

All Elite Wrestling three-part television special Fyter FestPromotional poster for the Dynamite and Collision showsPromotionAll Elite WrestlingDateAugust 19 and 23, 2023(aired August 23, 25, and 26, 2023)CityLexington, Kentucky (Aug. 19)Duluth, Georgia (Aug. 23)VenueRupp Arena (Lexington)Gas South Arena (Duluth)AttendanceNight 1: 5,343[1] Night 2: 3,228[2] Night 3: 5,343[3]Event chronology ← Previous2022 Next →— AEW Dynamite special episodes chronol...

 

This article includes a list of references, related reading, or external links, but its sources remain unclear because it lacks inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (January 2022) (Learn how and when to remove this template message) 1987 single by Mike OldfieldIn High PlacesSingle by Mike Oldfieldfrom the album Crises ReleasedMay 1987 (1987-05)[1]RecordedDenham November 1982 – April 1983GenrePop rockLengt...

 

Species of tree White Willow redirects here. For the Norwegian band, see White Willow (band). Golden Willow redirects here. For the horse, see Golden Willow (horse). Salix alba White Willow foliage; note white undersides of leaves Scientific classification Kingdom: Plantae Clade: Tracheophytes Clade: Angiosperms Clade: Eudicots Clade: Rosids Order: Malpighiales Family: Salicaceae Genus: Salix Species: S. alba Binomial name Salix albaL. Distribution map Salix alba, the white willow, is a ...

Symbol of the USSR Not to be confused with red flag (disambiguation). For the state flag of the USSR, see Flag of the Soviet Union. For the use of Red Banners in China, see Big-character poster. Order of the Red Banner Red Banner (Russian: Красное знамя) was a symbol of revolutionary struggle used in the late Russian Empire, in Soviet Russia, and in the USSR. It has also been used as the background of the Soviet state flag and other similar flags. Military units, institutions and ...

 

Malaysian politician Yang Berhormat PuanFadhlina SidekMPفَضْلِنَا صِدِّيق‎Minister of EducationIncumbentAssumed office 3 December 2022MonarchAbdullahPrime MinisterAnwar IbrahimDeputyLim Hui YingPreceded byRadzi JidinConstituencyNibong TebalWomen Chief of the People's Justice PartyIncumbentAssumed office 17 July 2022PresidentAnwar IbrahimDeputyJuwairiya ZulkifliPreceded byFuziah SallehMember of the Malaysian Parliamentfor Nibong TebalIncumbentAssumed office 19...

 

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Locked Up season 1 – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (September 2020) (Learn how and when to remove this template message) Season of television series Locked UpSeason 1Starring Maggie Civantos Najwa Nimri Carlos Hipólito Roberto Enríquez Bert...

Сельское поселение России (МО 2-го уровня)Имисский сельсовет Страна  Россия Субъект РФ Красноярский край Район Курагинский Включает 2 населённых пункта Адм. центр Имисское Глава сельского поселения Фоминых Евгения Викторовна История и география Часовой пояс UTC+7 Нас...

 

الدورى الايطالى الدرجه الاولى 1926 27 البلد ايطاليا  فئة المنافسه كورة القدم للرجال  الرياضه كورة قدم  الموسم 27  تاريخ الانتهاء 10 يوليه 1927  عدد المشاركين الفرق المشاركه اى سى ميلاننادى الساندريانادى ليفورنونادى كريمونيسىنادى برو فيرتشيلىيوڤينتوسنادى كاسالىنا...

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!