Fosforni - metalni ili nemetalni? Element Properties

U glavnoj podskupini pete skupine, zajedno s dušikom, postoji i fosfor. Metalni ili nemetalni elementi mogu se smatrati ovim elementom? U usporedbi s dušikom, ima nižu elektronegativnost, ali ipak pripada aktivnim nonmetalima. U ovom članku ćemo razmotriti najvažnija fizikalna i kemijska svojstva fosfora, kao i odrediti njegovu primjenu u industriji.

Položaj elementa u periodičnoj tablici

Fosfor se odnosi na p-elemente, njegov atom ima tri razine energije. Na posljednjem od njih ima pet elektrona, od kojih su tri nespojiva. U uzbudjenom stanju, P atom sadrži pet slobodnih elektrona. Ova činjenica objašnjava pojavu fosfornih spojeva, u kojima nije trovalentan, ali ima valenciju od pet, na primjer, P₂O₅ - fosforni pentoksid. Nemetal zbog svoje visoke aktivnosti, naravno, nedostaje slobodnom stanju i nalazi se samo u obliku spojeva. Prirodni element je jedini stabilan izotop relativne atomske mase jednake 31. Fosfor se nalazi u mnogim mineralima i stijenama, njegov sadržaj je 0,08% u sastavu Zemljine kore.

Alotropne modifikacije

Različiti raspored atoma u kristalnim rešetkama tvari dovodi do pojave nekih modifikacija. Na primjer, crni fosfor je vrlo sličan grafitu. To je tako masno na dodir i izlaže poluvodičke svojstva. U industriji se materijal dobiva od bijelog fosfora, zagrijava potonje na 200 ° C i podnosi tlak od 12.000 atm.

Crveni fosfor je praškasta, neotrovna tvar. U njegovoj detaljnoj studiji, pronađeno je da je spoj smjesa fosfornih modifikacija, koje se međusobno razlikuju po nekim značajkama, na primjer bojama.

Još jedna alotropna modifikacija je bijeli fosfor. Je li metal ili ne-metal? Ta tvar pokazuje tipična nemetalna svojstva, osim toga, vrlo je toksična. Dobiva se koncentriranjem fosforne pare. Za razliku od crvenog oblika, može se otopiti u disulfidu ugljika. Ako se bijeli fosfor dugo podvrgava blagu zagrijavanju, prolazi u modifikaciju crvenog fosfora.

Kemijska karakterizacija

U svojim spojevima s drugim elementima, P može pokazati sljedeće oksidacijske stanja: +3, +5, -3. U stanju pare pri temperaturi ispod 800 °, kao i u tekućoj fazi, molekula supstancije ima formulu P₄.

Različite modifikacije tvari imaju različite kemijske karakteristike. Kako odgovoriti na pitanje, što je fosfor-metal ili ne? Potrebno se okrenuti strukturi njezinog atoma koji u uzbuđenoj državi ima pet valentnih elektrona. Najaktivniji kemijski ne-metal će biti bijeli fosfor, koji se već na normalnoj temperaturi lako oksidira, tijekom kojeg počinje sjati i može se samostalno zapaliti. Iz tih razloga, preporuča se da ga prekrivate vodom. Crveni fosfor u svojim svojstvima je manje aktivna tvar nego njegova bijela modifikacija.

Binarne veze

Kao metal ili ne-metal, fosfor može reagirati s kisikom:

4P + 3O₂ → 2P₂O₃

Reakcijski produkt je plinoviti fosfin, vrlo toksična supstanca koja se koristi kao kemijsko oružje. Lako je prepoznati po specifičnom mirisu češnjaka. Fosforni hidrid je u mogućnosti vezati vodikove halide, na primjer, kao što je vodikov jodid, da se dobije fosfonij jodidni spoj PH₄I. Interakcija s metalima dovodi do pojave fosfida:

2P + 3Ca = Ca₃P₂.

Kao metal, fosfor reagira s ne-metalima, na primjer s sumporom, ugljikom i klorom:

2P + 3Cl₂ = 2PCI₃

Fosfidi lako reagiraju s vodom, raspadajući se na fosfin:

mg₃P₂ + 6H₂O = 3Mg (OH)₂ + 2Ph_3shy-(Fosfin)

oksidi

Među binarnim spojevima elementa s kisikom najvažniji su njihovi oksidi: P₂O₅ i P₂O₃. Fosforni trioksid, inače poznat kao fosforni anhidrid, kristalni je spoj s talištem od 22,5 °. U normalnim uvjetima, ima izgled mase poput voska. U laboratoriju se proizvodi spaljivanjem fosfora u atmosferi koja je slaba kisika. Iako ovaj oksid pokazuje svojstva snažnog redukcijskog sredstva, koristi se vrlo rijetko zbog svoje velike toksičnosti. Koje svojstva, metalni ili nemetalni fosforovi oksidi pokazuju u njegovim reakcijama? Može reagirati s vodom, stvarajući ortofosfornu kiselinu i fosfin. Tvar u interakciji s klorovodikom dovodi do fosfatne kiseline i fosfornog klorida.

Drugi spoj - fosforni pentoksid, ima simptome tipičnog kiselog oksida. Može se dobiti spaljivanjem dijela fosfora u atmosferi s viškom kisika. U normalnim uvjetima s vodom, spoj reagira vrlo aktivno i tvori metafosforne, a kada se zagrijava, ortofosforna kiselina. Osim toga, fosforni pentoksid uklanja vlagu, pa se može koristiti kao sredstvo za sušenje tekućih tvari i plinova.

Fosforne kiseline

Najpoznatije fosforne kiseline su metafosforne, ortofosforne i pirofosforne, čija je formula H₄P₂O₇. Potonji nastaje zagrijavanjem H₃PO₄. Najveće važnosti je praktična ortofosforna kiselina, soli koje se koriste kao sirovina za gnojiva. To je bijela krutina, vrlo topiva u vodi. Budući da je kiselina srednje čvrstoće, nema izraženih oksidirajućih svojstava. Kao elektrolit, odvaja se postupno, da tvore dva niza soli: srednje - fosfati, kiselina - hidrogenfosfata i dihidrogen fosfata. U industriji, fosfatna kiselina proizvodi se termičkim i ekstrakcijskim metodama. Jer fosfor oksida odgovaraju kiseline, a zatim je pitanje što je fosforni - metalni ili ne-metalni, odgovor će biti jasno: to je aktivne ne-metalni element.

Distribucija u prirodi

Najvažniji mineral koji sadrži visoku koncentraciju fosfora je apatit. Ima mnogo vrsta, od kojih je najčešći fluorapatit. Druga vrsta minerala, koja se sastoji od fosfornih spojeva - sedimentnog rock fosforita.

Element pripada skupini deset najvažnijih kemijskih elemenata živih organizama. Njegov najveći sadržaj nalazi se u obliku fosfolipida - organskih spojeva, koji su dio staničnih membrana, hormona i drugih biološki aktivnih tvari. Visoki sadržaj elementa (oko 0,38%) zabilježen je u neuralnom tkivu koji tvori središnje i periferne dijelove živčanog sustava čovjeka i drugih kralješnjaka. Osim toga, fosforni spojevi ulaze u mišićno i koštano tkivo. U potonjem je prisutan kalcijev fosfat, sol, koja daje čvrstoću i visoku tvrdoću dentinu zubi i kostiju. U metabolizmu biljnih organizama, uz magnezij i željezo, fosfor igra važnu ulogu kao regulator formiranja i sazrijevanja plodova i sjemena. Zato, zajedno s dušikom i kalijem, fosfor se smatra glavnim elementom hranjivih tvari biljaka.

U našem članku ispitali smo svojstva fosfora i odgovorili na pitanje: što je fosfor - metal ili nonmetal? To je tipičan nemetalni element s visokom kemijskom aktivnošću.