ФосфорI. История открытия фосфора

II. Фосфор – химический элемент1. Положение фосфора в периодической системе

химических элементов. Строение атома.

3. Нахождение в природе.

1. Аллотропные модификации фосфора.

2. Получение фосфора.3. Химические свойства.4. Применение фосфора

IV. Тест

III. Фосфор – простое вещество

2. Сравнение строения атома азота и фосфора.

Фосфор был открыт немецким алхимиком X. Брэндом в 1669 г. Позже А. Лавуазье доказал, что фосфор самостоятельный химический элемент. Ж. Пруст и М. Клапорт установили его широкое распространение в земной коре, в основном в виде фосфата кальция.

Положение фосфора в ПСХЭ Д.И. Менделеева. Строение атома.

период группапорядковый номер

Р неметалл 15 3 VA+15 3

2

5

1s2

2s2

2p6

8

3s2

3p3 3d0

Строение электронной оболочки атома можно изображать графически с помощью квантовых ячеек.

Графические электронные формулы атомов показывают распределение электронов не только по уровням и по орбиталям.

1s22s22p63s23p3

валентные электроны

Сравнение строения атома азота и фосфора

N

P

+7

+15

) )

) ) )

2

2

5

8 5

Для азота, атомы которого не имеют близких по значению энергии вакантных d-орбиталей, валентность равна IV

1s2

2s2

1s2

2s2

2p3

3p3

2p6

3s2

3d 0

1s2

1s2

2s2

2s2

2p3

2p6

3s2

3p3

В атоме фосфора и других элементов VA группы появляются пять вакантных d-орбиталей, на которые и могут перейти в результате распаривания спаренные s-электроны внешнего уровня, валентность - V :

Нахождение в природе Содержание фосфора в земной коре составляет 0,093%. В природе фосфор встречается только в виде соединений,

главным образом апатитов, фосфоритов.

Аллотропные модификации фосфора

фосфор белыйфосфор черный

фосфор красный

• Белый фосфор - твердое кристаллическое вещество, плотность его 1,82 г/см3. На воздухе самовоспламеняется, в темноте светится. Получают быстрым охлаждением паров фосфора. Очень ядовит.

• Красный фосфор - порошок темно-красного цвета, плотность его 2,2 г/см3. Получают длительным нагреванием белого фосфора без доступа воздуха при температуре 250-300°С. По своим свойствам отличается от белого, не ядовит.

• Черный фосфор - твердое вещество, плотность его 2,7 г/см3. Образуется при нагревании белого фосфора при температуре 200 °С под высоким давлением. Используется в производстве спичек, снарядов и т. д.

Превращение красного фосфора

Свечение белого фосфора

Получение фосфораСвободный фосфор получают из природных фосфатов,прокаливая их с коксом и песком:

Ca3(PO4)2 +3SiO2 +5C = 2P +3CaSiO3 +5CO

Химические свойства фосфора

P0

P + O2 (S, Cl2) P+5 (P+3)восстановитель

окислительP + Ме P–3

1) с кислородом

2) с серой

II. Взаимодействие фосфора с металлами

3) с хлором

I. Взаимодействие фосфора с неметаллами

III. Взаимодействие фосфора со сложными веществами

I. Взаимодействие фосфора с неметаллами

Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфора с кислородом, серой, хлором. Назовите окислитель и восстановитель.

P0 + O20 = P2

+5O5–2

P0 –5e → P+5 5 4O2

0 + 4e → 2O–2 4 5

4 5 2

Р0 – восстановитель, процесс окисления;О2

0 – окислитель, процесс восстановления

Опыт №1

Опыт №2

При окислении фосфора в недостатке кислорода образуется Р2О3

4P0 +3O20 =2P2

+5O3–2

Взаимодействие фосфора с кислородом

Горение красного фосфора

Горение белого фосфора

Так же, как с кислородом, фосфор реагирует и с другим халькогеном – серой:

P0 + S0 = P2+3S3

–2

P0 – 3e → P+3 3 2S0 + 2e → S–2 2 3

4 3 2

Р0 – восстановитель, процесс окисления;S0 – окислитель, процесс восстановления

P0 + S0 = P2+5S3

–2

P0 – 5e → P+3 5 2S0 + 2e → S–2 2 5

4 5 2

Р0 – восстановитель, процесс окисления;S0 – окислитель, процесс восстановления

P0 + Cl20 = P+3Cl3–1

P0 + Cl20 = P+5Cl5–1

P0 –3e → P+3 3 2Cl20 + 2e → 2Cl–1 2 3

52P0 –5e → P+5 5 2Cl20 + 2e → 2Cl–1 2 5

2

2

3

При пропускании хлора через трубку с красным фосфором в приемнике собирается бесцветная жидкость – хлорид фосфора (III). В избытке хлора фосфор сгорает бледно-зеленым пламенем с образованием хлорида фосфора (V), которые при охлаждении конденсируются в светло-желтые кристаллы.

Р0 – восстановитель, процесс окисления;Cl20 – окислитель, процесс восстановления

Р0 – восстановитель, процесс окисления;Cl20 – окислитель, процесс восстановления

Опыт2

Горение фосфора в хлоре

III. Взаимодействие фосфора с металлами

Взаимодействие фосфора с кальцием Опыт

Составьте уравнение реакции взаимодействия фосфора с кальцием, назовите окислитель и восстановитель.

P0 + Ca0 = Ca3+2P2

–3

P0 + 3e → P–3 3 2Ca0 — 2e → Ca+2 2 3

2 3

Р0 – окислитель, процесс восстановления;Cа0 – восстановитель, процесс окисления.

Получение фосфида кальция

Фосфиды энергично разлагаются водой с выделениемфосфина. Фосфин очень ядовитый газ с чесночным

запахом. Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + ↑2PH3

III. Взаимодействие фосфора со сложными веществами:1. С концентрированными кислотами (азотной и серной);2. Раствором щелочи;3. Хлоратом калия.

1. Концентрированные азотная и серная кислоты окисляют фосфор до фосфорной кислоты:

P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O

2P + 5H2SO4= 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

2. Фосфор, особенно легко белый, вступает в реакцию с горячим раствором щелочи:

4P + 3NaOH + 3H2O = PH3 + 3NaH2PO2

гипофосфит натрия

3. В роли окислителя фосфора может быть бертолетова соль (хлорат калия):

6P + 5KClO3 = 5KCl + 3P2O5опыт

опыт

Взаимодействие безводной азотной кислоты с фосфором

Применение фосфора1

2

7

8

9

3

6

4

5

Белый фосфор применяется для получения красного фосфора

Фосфор применяется для получения фосфорных кислот и их производных.

Основная область применения красного фосфора – производство спичек

Фосфор применяется как раскислитель и компонент некоторыхметаллических сплавов

Производство лекарственныхпрепаратов

Средства борьбы с вредителямисельского хозяйства

Производство моющих средств

Органический синтез

Р2О5 как осушитель газов ижидкостей

1. В каком из перечисленных соединений степень окисления фосфора +3 А) Р2О5; Б) NaPO3; В) PCl32. В какой из приведенных пар оба вещества взаимодействуют с фосфором: А) кальций и соляная кислота; Б) натрий и хлор; В) кислород и соляная кислота.

А

Б

В

3. Составьте уравнение реакции фосфора с кальцием. Коэффициент перед формулой окислителя: А) 2; Б) 3); В) 1.

4. Как хранят красный фосфор в лаборатории: А) под слоем воды; Б) под слоем керосина; В) в обычных условиях. В

5. Фосфор образует простое вещество с молекулярной кристаллической решеткой, в узлах которой находятся молекулы Р4. какой цвет имеет такой фосфор: А) красный; Б) желтый; В) зеленый.

Б

6. Степень окисления фосфора увеличивается в ряду: А) PH3, P2O3, H3PO4; Б) Na3PO4, P2O5, HPO3; В) Ca3P2, PH3, NaPO3 А

7. Какое из утверждений неверно: «Атом фосфора по сравнению с атомом азота имеет»: А) больший радиус; Б) больший заряд ядра; В) более ярко выраженные неметаллические свойства.

В