Химические свойства фосфора

Фосфор – жизненно важный элемент из пятой группы периодической таблицы Менделеева. Химические свойства фосфора зависят от его модификации. Наиболее активным веществом является белый фосфор, окисляющийся на воздухе. Фосфор имеет две валентности (III и V) и три степени окисления – +5, +3, -3.

Фосфор и соединения

Фосфор имеет три аллотропические модификации, отличающиеся химическими и физическими свойствами:

  • белый;
  • красный;
  • чёрный.

Под фосфором в химических реакциях чаще всего понимают белый фосфор (P4). Красный фосфор вступает в реакции при определённых условиях. Например, реагирует с водой при нагревании и под давлением. Чёрный фосфор практически инертен.

Светящийся белый фосфор

Рис. 1. Светящийся белый фосфор.

Фосфор реагирует с простыми и сложными веществами, образуя:

  • фосфин;
  • фосфорную кислоту;
  • фосфиды;
  • оксиды.

Фосфин (РН3) – плохо растворимый в воде ядовитый газ, аналог аммиака. В отсутствии кислорода при нагревании разлагается на простые вещества – фосфор и водород.

Фосфин

Рис. 2. Фосфин.

Фосфорная или ортофосфорная кислота (H3PO4) образуется при взаимодействии фосфора или оксида фосфора (V) с водой.

Фосфиды – соли, образующиеся при взаимодействии с металлами или неметаллами. Они неустойчивы и легко разлагаются под действием кислот или воды.

Фосфор может образовывать два оксида – P2O3 и P2O5.

H3PO4 – кислота средней силы, проявляющая амфотерные свойства при взаимодействии с сильной кислотой. Фосфорная кислота образует фосфаты.

Химические свойства

Основные химические свойства фосфора и его соединений описаны в таблице.

Вещество

Реакция

Особенности

Уравнение

Фосфор

С O2

При избытке O2 образует оксид фосфора (V)

– 4P + 5O2 → 2P2O5;

– 4P + 3O2 → 2P2O3

С металлом

Является окислителем

3Mg + 2P → Mg3P2

С галогенами и неметаллами

Не реагирует с водородом

2P + 3S → P2S3

С Н2О

8Р + 12Н2О → 5РН3 + 3Н3РО2

С кислотами

2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O

Со щелочами

P4 + 3NaOH + 3H2O → PH3 + 3NaH2PO2

РН3

С O2

Воспламеняется на воздухе

РН3 + 2O2 → H3PO4

С галогенами и неметаллами

РН3 + 2I2 + 2H2O → H(PH2O2) + 4HI

С кислотами

Проявляет свойства восстановителя

РН3 + 3H2SO4 → H2(PHO2) + 3SO2 + 3H2O

H3PO4

С металлами

С активными металлами

2H3PO4 + 3Ca → Ca3(PO4)2 + 3H2

С Н2О

Подвергается диссоциации

H3PO4 + H2O ↔ H3O+ + H2PO4

Со щелочами

Образует кислые или щелочные фосфаты

H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

С оксидами

2H3PO4 + 3K2O → 2K3PO4 + 3H2O

С солями

2H3PO4 + 3CaCO3 → Ca3(PO4)2 + 3H2O + 3CO2

С аммиаком

H3PO4 + 3NH3 → (NH4)3PO4

P2O3

С галогенами и неметаллами

– 2P2O3 + 6Cl2 → 4PCl3O + O2;

– 2P2O3 + 9S → P4S6 + 3SO2

С Н2О

Медленно реагирует с холодной водой и быстро – с горячей

P2O3 + 3H2O → 2H3PO3

Со щелочами

P2O3 + 4NaOH → 2Na2HPO3 + H2O

P2O5

С Н2О

Реагирует с взрывом

2P2O5 + 6H2O → 4H3PO4

С кислотами

Реакция замещения

4HNO3 + 2P2O5 → 4HPO3 + 2N2O5

Фосфиды

С Н2О

Образуют гидроксиды металлов и фосфин

Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3

С кислотами

Реакция замещения

Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

При нагревании оксид фосфора распадается. Причём P2O3 образует красный фосфор, а P2O5 – оксид фосфора (III) и кислород.

Красный фосфор

Рис. 3. Красный фосфор.

Использование

Широкое применение имеют соединения фосфора:

  • из фосфатов получают удобрения и моющие средства;
  • фосфорная кислота используется для окрашивания ткани;
  • оксид фосфора (V) осушает жидкости и газы.

Красный фосфор используется в производстве спичек и взрывчатых веществ.

Что мы узнали?

Фосфор – активный неметалл, реагирующий с простыми и сложными веществами. В результате реакций образует оксиды (III) и (V), фосфин, фосфорную кислоту и фосфиды. Соединения фосфора вступают в реакцию с металлами, неметаллами, кислотами, щелочами, водой. Фосфор и его соединения используются в промышленности и сельском хозяйстве.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.8. Всего получено оценок: 217.

Предметы