Фосфор

Раздел: 
Русская Химия

35. Фосфор

Простое вещество – фосфор; латинское название – Phosphorus; обозначение – P.

Изотопы фосфора охватывают диапазон от 90500  до 98500 электронных секций торовых вихрей.

Титульный атом фосфора состоит из 95200 электронных секций.

Исходные торовые вихри атомов неона, натрия, магния, алюминия и кремния сминались с четырёх сторон, а у фосфора они сминаются с пяти.

В промежуточном состоянии атом фосфора представляет собой пятилучевую звезду с петлями на концах лучей.

Далее звезда прогибается; её лучи стягиваются петлями, и в конце концов петли смыкаются. В результате образуется пятиконечная грейферная форма атома (как сомкнутые пальцы ладони).

Своей грейферной формой атом фосфора похож на атом азота с тем лишь отличием, что у него – более длинные концы (лучи), и их – не три, а пять.

Большая длина концов делает их более гибкими, поэтому они имеют возможность слипаться попарно. При этом смыкаются не только петли, но и их жёлобы.

После того, как произошло парное слипание концов, остаётся свободным пятый конец звезды (у этого конца нет пары).

Активными элементами таких атомов являются петли и жёлобы свободных концов.

Назовём фосфор, состоящий из грейферных атомов,- атомарным.

Характерным соединением атомарного фосфора является соединение его атомов с атомами водорода. Колечко атома водорода без труда прилипает к петле свободного конца атома фосфора.

С повышением температуры раскрываются сомкнувшиеся концы атомов фосфора, и атомы водорода прилипают к их петлям.

В первую очередь раскрывается пара, соседствующая со свободным концом атома. Вторая пара раскрывается при более высокой температуре.

В результате в общей массе атомарного фосфора образуются молекулы PH, PH3, PH5.

Отметим одну особенность атомарного фосфора – его холодное свечение; возникает оно следующим образом.

Тепловые колебания атома фосфора в холодном состоянии сосредотачиваются на его свободном конце. Причём длина конца такая, что на нём укладывается нечётное число колеблющихся струн. При внешнем ударе колебания обегают атом с разных сторон и уходят на свободный конец. Там они сходятся на последней струне, и их амплитуды складываются. Результирующий размах колебаний последней струны может превышать порог срыва световой волны даже при комнатной температуре. Поэтому с петель свободных концов атомов постоянно срываются световые волны.

Атомарное строение фосфора сохраняется благодаря грейферной форме его атомов.

Как только атомы раскрываются, они слипаются попарно всеми своими пятью концами; возникает молекула P2. Способствуют раскрытию атомов интенсивные тепловые колебания (высокая температура).

Слипшиеся в молекулы атомы фосфора напоминают сомкнувшиеся ладони. Назовём такой фосфор – молекулярным.

Молекулы фосфора – плоские.

У них нет открытых петель, и поэтому они не могут соединяться с атомарным водородом.

Химически активными элементами молекул фосфора являются боковые стороны концов (лучей). Уясним сказанное.

Пока атомы фосфора не соединились в молекулы, активными у них были жёлобы лучей. При слипании в молекулы эти жёлобы сомкнулись и нейтрализовались. Пары лучей превратились в стволы, у которых активными стали боковые стороны.

Характерным соединением молекулярного фосфора является его соединение с кислородом. Атомы кислорода располагаются между концами молекул фосфора – по пять атомов на молекулу. Формула такого оксида фосфора – P2O5.

Кроме атомарного и молекулярного фосфоров существует ещё одна его разновидность – сложно-молекулярная, когда несколько молекул объединяются в единое целое. Формула такой разновидности – P2n, где n – число объединившихся молекул.

Молекулы внедряются концами друг в друга и образуют плоские конструкции типа пластин графита из углерода.

Атомы кислорода при соединении со сложными молекулами фосфора заполняют только незанятые промежутки между концами.

Так при объединении трёх молекул фосфора (P2)3 остаются незанятыми девять их промежутков, и формула оксида выглядит как (P2)3*O9 или как (P2O3)3.

 

Фосфор в Природе. Основные минералы, в которых содержится фосфор,- это фосфорит, фторапатит и гидроксоапатит. Богатые залежи разных апатитов имеются на Кольском полуострове (Хибины).

Много фосфора содержится в живых организмах. У взрослого человека его – около 4,5 килограммов. Фосфор присутствует в костях, в мышцах, в мозговой ткани и в нервах.

Существует много разновидностей фосфора. Из них можно выделить белый, красный и чёрный фосфоры.

Получая путём тепловой перегонки атомарный фосфор, можно быстрым охлаждением сохранить его в атомарном виде; это – белый фосфор.

Белый фосфор легко вступает в химические реакции. Он может соединяться с атомарным водородом, с кислородом, с металлами и другими веществами.

Он очень ядовит и оставляет на теле трудно заживающие химические ожоги.

При высокой температуре (250…300 градусов) без доступа воздуха атомарный белый фосфор превращается в молекулярный, и его цвет изменяется на красный.

Чёрный фосфор со сложно-молекулярным строением образуется при нагревании красного фосфора под высоким давлением (около 12 тысяч атмосфер).

Красный фосфор химически менее активен, чем белый, а чёрный менее активен, чем красный.

 

Использование фосфора. Красный фосфор входит в состав горючих веществ, которыми покрывают головки спичек.

Очень много фосфора уходит на производство минеральных удобрений, таких как  суперфосфат, фосфоритная мука, преципитат и других.

Фосфорную кислоту используют в качестве кормовой добавки.

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга