Фосфор - метал или немел? Елементни свойства

В основната подгрупа на петата група, заедно с азота, също има фосфор. Метал или неметален може да се счита за този елемент? В сравнение с азота, той има по-ниска електронегативност, но все пак принадлежи към активните неметали. В тази статия ще разгледаме най-важните физични и химични свойства на фосфора, както и ще определим неговото приложение в промишлеността.

Позиция на елемента в периодичната таблица

Фосфорът се отнася до р-елементи, атомът му има три енергийни нива. На последното от тях има пет електрона, три от които не са свързани. Във възбуденото състояние, Р атомът съдържа пет свободни електрона. Този факт обяснява появата на фосфорни съединения, в които не е тривалентен, но има валентност от пет, например, Р₂О₅ - фосфорен пентоксид. Неметалът, поради своята висока активност, отсъства в природата в свободно състояние и се среща само под формата на съединения. Естественият елемент има един стабилен изотоп с относителна атомна маса, равна на 31. Фосфорът е част от много скали и минерали, съдържанието му в кората е 0,08%.

Алотропни модификации

Различното разположение на атомите в кристалните решетки на материята води до появата на някои модификации. Например, черен фосфор е много подобен на графит. Той е мазен на пипане и има полупроводникови свойства. В индустрията материалът се получава от бял фосфор, загрява се до 200 ° С и се подлага на налягане от 12 000 атм.

Червеният фосфор е прахообразно, нетоксично вещество. В своето подробно изследване е установено, че съединението е смес от фосфорни модификации, които се различават помежду си чрез някои характеристики, например цвят.

Друга алотропна модификация е бял фосфор. Дали е метален или неметален? Това вещество проявява типични неметални свойства, освен това е много токсично. Той се получава чрез концентриране на фосфорната пара. За разлика от червената форма, тя може да се разтваря в въглероден дисулфид. Ако белият фосфор е подложен на продължително нагряване, той преминава в модификация на червения фосфор.

Химическа характеристика

В неговите съединения с други елементи, Р може да прояви следните окислителни състояния: +3, +5, -3. При състояние на пара при температура под 800 °, а също и в течна фаза, молекулата на веществото има формулата Р₄.

Различните модификации на веществото имат различни химически характеристики. Как да отговоря на въпроса, какво е фосфор-метал или не? Необходимо е да се обърнем към структурата на своя атом, който в развълнуваното състояние има пет валентни електрона. Най-активният химически неметал ще бъде белият фосфор, който вече при нормална температура лесно се окислява, по време на който започва да свети и може да се самозапали. Поради тези причини се препоръчва да се покрие с вода. Червеният фосфор в свойствата си е по-малко активно вещество, отколкото бялата му модификация.

Бинарни връзки

Като метал или неметал, фосфорът може да реагира с кислород:

4P + 30₂ → 2P₂О₃

Реакционният продукт е газообразен фосфин, много токсично вещество, използвано като химическо оръжие. Лесно се разпознава от специфичната миризма на чесън. Фосфорният хидрид може да прикрепя водородни халогениди, например водороден йодид, за да се получи фосфониев йодид, съединение РН₄I. Взаимодействието с метали води до появата на фосфиди:

2P + 3Ca = Ca₃P₂.

Като метал фосфорът реагира с неметала, например със сяра, въглерод и хлор:

2Р + 3С1₂ = 2PCI₃

Фосфидите реагират лесно с вода, разлагайки се на фосфин:

Mg₃P₂ + 6Н₂О = 3Мд (ОН)₂ + 2Ph_3shy-(Фосфин)

оксиди

Сред двукомпонентните съединения на елемента с кислород, най-важни са неговите оксиди: Р₂О₅ и P₂О₃. Фосфорният триоксид, известен още като фосфорен анхидрид, е кристално съединение с точка на топене 22,5 °. При нормални условия тя има вид на восъчна маса. В лабораторията се произвежда чрез изгаряне на фосфор в атмосфера, която е бедна на кислород. Въпреки че този оксид проявява свойствата на силен редуциращ агент, той се използва изключително рядко поради високата си токсичност. Какви свойства, метални или неметални, фосфорни оксиди проявява в своите реакции? Той може да реагира с вода, образувайки ортофосфорна киселина и фосфин. Веществото взаимодейства с хлороводород, което води до фосфатна киселина и фосфорен хлорид.

Друго съединение - фосфорен пентоксид, има симптомите на типичен кисел оксид. Тя може да се получи чрез изгаряне на част от фосфор в атмосфера с излишък от кислород. При нормални условия с вода, съединението реагира много активно и образува метафосфорна киселина, а когато се нагрява - ортофосфорна киселина. Освен това фосфорният пентоксид отстранява влагата, затова може да се използва като десикант за течни вещества и газове.

Фосфорни киселини

Най-добре познатите фосфорни киселини са метафосфорната, ортофосфорната и пирофосфорната, чиято формула е Н₄P₂О₇. Последното се формира чрез нагряване на H₃PO₄. Най-практични са ортофосфорната киселина, чиито соли се използват като суровини за производството на минерални торове. Това е бяло твърдо вещество, много разтворимо във вода. Като киселина със средна якост, няма явни окислителни свойства. Като електролит той се отделя постепенно, поради което образува две серии соли: средно - фосфати, киселинни хидрофосфати и дихидрогенфосфати. В промишлеността фосфорната киселина се произвежда чрез термични и екстракционни методи. Тъй като фосфорните оксиди съответстват на киселини, отговорът на въпроса за метал или неметален фосфор е недвусмислен: той е активен неметален елемент.

Разпространение в природата

Най-важният минерал, съдържащ висока концентрация на фосфор, е апатитът. Той има много сортове, най-често срещаните от които са флуорапатит. Друг вид минерал, състоящ се от фосфорни съединения - утаечен скален фосфорит.

Елементът принадлежи към групата на десетте най-важни за живите организми химически елементи. Най-голямото му съдържание се намира под формата на фосфолипиди - органични съединения, които са част от клетъчните мембрани, хормони и други биологично активни вещества. Високото съдържание на елемента (около 0,38%) се записва в нервната тъкан, която образува централната и периферната част на нервната система на човек и други гръбначни. В допълнение, фосфорните съединения влизат в мускулната и костната тъкан. В последния е наличен калциев фосфат, сол, който придава сила и висока твърдост на дентина на зъбите и костите. В метаболизма на растителните организми, заедно с магнезий и желязо, фосфорът играе важна роля като регулатор на образуването и зреенето на плодове и семена. Ето защо, заедно с азот и калий, фосфорът се счита за основен хранителен елемент на растенията.

В статията ни разгледахме свойствата на фосфора и отговорихме на въпроса: какво е фосфорът - метал или неметален? Това е типичен неметален елемент с висока химическа активност.