Алотропни модификации на фосфора: характеристики и свойства

Можете ли да опишете алотропните модификации на фосфора? Нашата статия е посветена на свойствата на това конкретно вещество. В природата има няколко алотропни модификации на фосфора. Да се ​​запознаем по-подробно с тази тема.

Концепцията за алоотропията

Химичните елементи могат да образуват различни видове прости вещества. Този феномен се нарича алоотропия. Това може да се дължи на две причини. В първия случай това е различен брой атоми на елемента в веществото. Например, кислород и озон. Те се състоят от кислород. Само съставът на първия газ включва два атома, а вторият - три.

Алотропността на фосфора е от различно естество. При свързване, неговите атоми са способни да образуват кристални решетки от различен тип. Как е възможно това? В молекулата на това вещество се образуват три ковалентни връзки. Но по двойки те са свързани само от един. Останалите две единици валентност се използват за присъединяване към третия и четвъртия атом. По този начин се образува или атомна или молекулярна кристална решетка.

Фосфор в природата

При нормални условия това вещество не се среща в чиста форма. Това се дължи на неговата голяма химическа активност. Основните съединения на фосфора са солите - фосфорити и апатити. Атомите на фосфора са част от клетъчните мембрани, костната тъкан и нуклеиновите киселини, които са носители на наследствена информация.

Свойства и наименование на алотропните модификации на фосфора

В зависимост от вида на кристалната решетка това вещество може да бъде представено чрез няколко модификации. Те са бели, жълти, червени и черни. Техните имена алоотропни модификации на фосфор се получават поради цвета. При условия на високо налягане бял и червен фосфор се превръща в черно. Физическите свойства на всеки вид имат рязка разлика. Нека разгледаме всеки един от тях отделно.

Бял фосфор

Подготовката на тази алотропна модификация на фосфора може да се нарече "фантастична авария". В края на XVII век германският алхимик Хенинг Бранд работи за получаване на философски камък. Според легендите на времето той притежава невероятни качества: трансформира черни метали в злато, да даде вечен живот и свобода. Изпарението на урината, получено от учения сух остатък. Тъй като тази субстанция блестеше на тъмно, Бранд реши, че това е камъкът на философа. Наистина ли? това беше бял фосфор.

Да разгледаме свойствата и структурата на дадена алотропна модификация на фосфора. Това кристално вещество е безцветно или жълтеникаво. Твърдостта му е малка - под вода, белият фосфор може да бъде нарязан с нож. Той е неразтворим във вода, топи се при температура от 44 градуса по Целзий.

Тази алотропна модификация на фосфора се различава от всички други значими химични активности. Вече на 40 градуса реагира с кислород и се запалва. Тази форма е най-отровна.

Жълт фосфор

Това вещество принадлежи към групата силно отровна. Жълтият фосфор се нарича нетретирано бяло. Лесно се възпламенява във въздуха. Това създава яркозелен пламък и генерира голямо количество бял акрилен дим. Тъй като жълтият фосфор може да се самозапали, съхранява и транспортира само под слой вода.

Червен фосфор

Алотропните модификации на фосфора могат да се преобразуват един в друг. За това са необходими определени условия. По този начин, при продължително нагряване при условия на високо налягане и при наличие на въглероден диоксид, белият фосфор се превръща в червено. За пръв път тази реакция бе извършена в края на XIX век от австрийския химик Ритър Шретер.

Червеният фосфор е химически по-малко активен. Това вещество се разтваря само в стопено олово и бисмут. Процесът на запалване с повишаваща се температура не се получава. Червеният фосфор се превръща в пара, което след това - в бяло. Но за да се възпламени, е необходимо да ударите или да разтривате това вещество.

Тази модификация е по-малко токсична от бялата. Следователно, тя се използва широко при производството на кибрит като основа на веществото на повърхността на скарата.

Черният фосфор

Само през XX век стана известно, че фосфорът образува алоотропни модификации, които са най-стабилната и най-неактивна форма. Това е черен фосфор. Този път откритието принадлежи на американския физик Пърси Бридгман, който бе лауреатът на Нобелова награда. Но той получи висока награда не за получаване на черен фосфор, а за създаване на инструмент, способен да създаде високо атмосферно налягане. Това стана едно от условията, при които червеният фосфор се превръща в черно.

Визуално тази модификация наподобява графита. Това са кристали от черен цвят с метален блясък, мазни на допир, неразтворими във вода и органични вещества. Топенето на това вещество се извършва само при температура 1000 градуса.

приложения

Сравнявайки свойствата и структурата на алотропните модификации на фосфора, голям брой сфери на употреба на това вещество стават разбираеми. Нека разгледаме някои от тях. Жълтият фосфор, който образува плътен димен екран, прави това вещество сурова за военната и отбранителната промишленост. По-специално, той се използва при производството на маркери за проследяване. Фосфорната пътека, която се образува, когато изстрелва, продължава цял километър. Способността на фосфора да свети се използва при производството на бои.

Много съединения на фосфора се използват широко. Заедно със сивото, червената версия се използва за получаване на мачове. Хлоридът се използва като пластификатор и добавка за контрол на вредителите.

Химическият елемент на фосфора е необходим за всички живи организми за нормално развитие. Неговата дневна ставка е около 1,5 грама. Попълването на тези резерви е възможно поради консумацията на зърнени култури, бобови растения и млечни продукти.

Така че фосфорът е химически елемент, който може да бъде под формата на няколко прости вещества. С други думи - да се образуват алотропни модификации. В зависимост от вида на кристалната решетка може да е бял, жълт, червен или черен фосфор. Всяка от тези модификации има различни физични и химични свойства, физиологичен ефект върху тялото и областта на приложение.