ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

Фосфор — 15-й елемент періодичної таблиці, заряд ядра — +15. Хімічний символ — Р, відносна атомна маса — 31. У вільному стані у природі не трапляється. Штучно добутий фосфор у вільному стані утворює понад 10 алотропічних модифікацій, головними з яких є фосфор білий, червоний і чорний.

Електронна формула атома Фосфору — ₁₅Р 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 . Виявляє валентність III в основному стані та V у збудженому. Найнижчий ступінь окиснення — -3, а найвищий — +5:

Поширеність Фосфору в природі

У земній корі міститься близько 0,1 % Фосфору (за масою), відомо понад 190 мінералів, що містять Фосфор. Найважливіші серед них фосфорити Са₃(РO₄)₂ (осадові породи, які містять Р₂0₅) та апатити Ca₅(PO₄)₃(F, Сl, ОН) 2 . Значну кількість Фосфору містить морська вода (0,07 мг/л).

Фосфор — біогенний елемент, в організмі людини його близько 1,5 кг. Кальцій ортофосфат Са₃(РO₄)₂ входить до складу кісткової тканини, зумовлюючи її міцність; також входить до складу білків, фосфоліпідів, нуклеотидів (АТФ, ДНК, РНК), коферментів (ФАД, ФМН, НАД + , НАДФ + ) усіх живих організмів.

В електропечах фосфорити відновлюють вуглецем у суміші з піском за температури 1600 °С без доступу кисню:

Фізичні властивості фосфору

Найважливішими алотропічними модифікаціями є білий і червоний фосфор.

Білий фосфор — біла аморфна речовина з жовтуватим відтінком, м’яка, легкоплавка (воскоподібна). Має молекули тетраедричної будови Р₄:

Білий фосфор дуже токсичний — смертельна доза становить 0,05 г. На повітрі повільно окислюється і при цьому світиться (це явище називають хемілюмінесценцією). У воді не розчиняється (саме тому його зберігають у воді), але добре розчиняється у сірковуглеці (карбон(ІV) сульфіді) CS₂. Температура плавлення — +44,1 °С, кипіння — +237 °С. У рідкому, розчиненому і пароподібному станах (до 800 °С) складається з молекул Р₄. Під час нагрівання до 500 °С без доступу кисню переходить у червоний фосфор.

Червоний фосфор — стійкіша і значно менш токсична, порівняно з білим фосфором, модифікація. Має атомні кристалічні ґратки. Це неорганічний полімер Р_n зі складною структурою:

Це і є основною причиною відмінностей його властивостей у порівнянні з білимо фосфором: для червоного явище хемілюмінесценції не властиве, на повітрі повільно окислюється, спалахує при ударі, терті, що використовують у виготовленні сірників.

Хімічні властивості фосфору

У хімічних реакціях фосфор виступає і як окисник, і як відновник.

1. Взаємодія з простими речовинами:

✵ як відновник з киснем, сіркою і галогенами:

чи при повільному окисненні або нестачі кисню 0₂ може утворитися фосфор(ІІІ) оксид Р₂O₃; аналогічно відбуваються реакції з галогенами і сіркою:

З йодом утворюється лише РІ₃:

✵ як окисник з активними металами (фосфор окислюється до найнижчого ступеня окиснення — -3):

Фосфіди розкладаються водою і кислотами, утворюючи летку сполуку з Гідрогеном — фосфін:

2. Фосфор виявляє відновні властивості у реакціях з деякими кислотами (сильними окисниками), водяною парою, бертолетовою сіллю КСlO₃:

Остання реакція відбувається при запалюванні сірника (головка сірника містить КСlО₃ з домішками К₂Сr₂O₇, S, МnO₂, а стінка коробки — 31 % фосфору).

Значну частину Фосфору витрачають на добування фосфор(У) оксиду й ортофосфатної кислоти, з якої одержують мінеральні добрива та інші важливі фосфоровмісні речовини: медикаментозні засоби, засоби боротьби зі шкідниками рослин, вибухові речовини. Фосфор використовують у виробництві сірників.

1 Використання мінеральних добрив, попри підвищення врожаїв, несе із собою багато ризиків: це вже згадуване засолення ґрунтів (див. главу 8.2.4. Калійні добрива), а також евтрофікація водойм. Евтрофікацією називають насичення водойм рослинними біогенами (які містять насамперед Фосфор і Нітроген), що спричиняє бурхливий ріст фітопланктону (синьо-зелених водоростей) у поверхневій плівці («цвітіння» води), дефіцит кисню, загибель водяних рослин і замор риби та інших водяних тварин, зараження води хвороботворними мікроорганізмами. Так, щорічні замори на Чорному й Азовському морях відбуваються не внаслідок викиду на поверхню глибинного сірководню (як вважалось раніше), а саме в результаті діяльності людини. Мінеральні добрива змиваються з полів, потрапляють у підземні води, прісноводні водойми: озера й ріки (Дніпро, Дністер, Дон), а потім — і в моря.

2 Мінерали класу фосфатів непостійного складу можуть містити домішки Феруму, Мангану, Алюмінію, Торію, рідкоземельних елементів, карбонатів.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.

✅Таблиця валентності хімічних елементів

Валентність простих речовин можна визначити по таблиці Менделєєва або таблиці валентності хімічних елементів. Що таке валентність і як визначити валентність елемента – на ці питання відповідає наша стаття.

Що таке валентність

Валентність – здатність атома елемента утворювати зв’язок з іншими атомами за рахунок електронів, що знаходяться на зовнішньому енергетичному рівні.

Будь-який елемент складається з атома, в центрі якого знаходиться позитивно заряджене ядро. Заряд ядра відповідає порядковому номеру елемента в періодичній таблиці. Він завжди позитивний, оскільки кількість протонів перевищує кількість нейтронів.

Навколо ядра рухаються на різній відстані від ядра негативно заряджені електрони. Їх кількість також відповідає порядковому номеру елемента. Останній рівень займають валентні електрони.

Через велику відстань від ядра вони втрачають з ним зв’язок і легко спаровуються із зовнішніми електронами іншого атома. За рахунок утворилася ковалентного зв’язку формується нова речовина, що складається з декількох атомів.

Кількість атомів на зовнішньому рівні визначає валентність елемента і, відповідно, кількість можливих хімічних зв’язків.

Валентність елементів

Всі елементи можна розділити на три групи:

Постійна валентність хімічних елементів не змінюється:

Мінлива валентність характерна іншим елементам. Атоми цих елементів містять d-підрівень, який може приймати електрони з s- і p-підрівнів.

В результаті спарені електрони розпарюються і утворюють додаткові зв’язку. Один елемент може проявляти I-VII валентності.

Так звану нульову валентність мають інертні або благородні гази. На зовнішньому енергетичному рівні можуть містити до восьми електронів. Однак ці елементи хімічно неактивні і не утворюють зв’язку з іншими атомами.

Валентність показує, скільки атомів елементів знаходиться в речовині. Індекси елементів вираховуються як кратне валентностей, по черзі поділене на значення валентності елементів. Наприклад, валентність Na – I, O – II, спільне кратне – 2 (1 ∙ 2). Поділивши 2 спочатку на I, потім на II, отримуємо формулу сполуки Na2O.

Як визначити

Запам’ятовувати валентність кожного елемента необов’язково. Досить подивитися в таблицю Менделєєва або використовувати спеціальну таблицю валентності.

У періодичній таблиці вищої валентності відповідає номер групи. Нижчу валентність можна дізнатися, віднявши від восьми номер групи.

Однак можуть бути винятки. Наприклад, кремній знаходиться в IV групі, його вища валентність – IV. Скориставшись формулою обчислення вищої валентності, можна прийти до висновку, що нижчої валентності у кремнію немає, вона завжди дорівнює IV.

Однак це не так. Нижча валентність кремнію – II. Інший приклад: вища валентність азоту – V. Але елемент цю валентність проявляє рідко, набагато частіше – II і III.

За формулою речовини можна визначити змінну валентність одного з елементів. Для цього відому (постійну) валентність одного елемента множать на відповідний йому індекс. Число, що ділять на індекс визначається елемента. Наприклад, обчислення валентності фосфору в з’єднанні P₂O₅: 2 ∙ 5/2 = 5 (V).

Що ми дізналися?

З уроку 8 класу дізналися, що таке валентність елементів. З’ясувати значення валентності можна з періодичної (відповідає номеру групи) або спеціальної таблиці валентності. Більшість елементів проявляє змінну валентність, яка обумовлюється наявністю в атомах таких елементів d-підрівні.

Постійну валентність мають метал I-II груп, кисень, фтор, алюміній. Знати валентність необхідно для складання формул складних речовин.