Фосфор

елемент 3 періоду VA групи

є електронним аналогом Нітрогену, на зовнішньому енергетичному рівні його атомів також п'ять електронів, із яких три — неспарені

реалізує валентність III та ступені окиснення -3 та +3

на зовнішньому рівні Фосфору є вільні d-орбіталі, які заповнюються розпарованими електронами під час переходу атома у збуджений стан. У цьому стані Фосфор реалізує валентність V і ступінь окиснення +5

Алотропні модифікації

Білий фосфор Р4

Безбарвний, воскоподібний, на світлі швидко жовтіє і втрачає прозорість

м'який, можна розрізати ножем

має молекулярні кристалічні ґратки з тетраедричними молекулами P4 у вузлах

tпл. = 44,1 °С

нерозчинний у воді, розчиняється в органічних розчинниках

густина 1,82 г/см3

вогненебезпечний, займається навіть від теплоти людського тіла, тому його зберігають під шаром води

на повітрі повільно окиснюється, майже вся енергія цієї екзотермічної реакції виділяється у вигляді світла, яке видно в темряві

отруйний, смертельна доза для дорослої людини близько 0,05-0,1 г

утворюється з червоного фосфору під час тривалого нагрівання за температури 240-250 °С в інертній атмосфері

Червоний фосфор (P4)∞

Аморфний червоно-фіолетовий порошок залежно від ступеня подрібнення може бути від пурпурово-червоного до фіолетового кольору, тому червоний фосфор іноді називають фіолетовим

крихкий, має атомні кристалічні ґратки

температури плавлення не має, за температури 240-250 °С сублімує і перетворюється на випари білого фосфору

густина 2,4 г/см3

неотруйний

хімічно менш активний за білий, його можна зберігати на повітрі

під час зберігання на повітрі поступово окиснюється з утворенням гігроскопічного оксиду, поглинає воду з повітря і відволожується, тому його необхідно зберігати в герметичному посуді

утворюється з білого фосфору під час несильного тривалого нагрівання

Чорний фосфор Р∞

Чорна речовина з металічним блиском, жирна на дотик (схожа на графіт)

має атомні кристалічні ґратки, що складаються із шарів атомів Фосфору

tпл. = 1000 °С за тиску 18 атм.

не розчиняється в жодному розчиннику і важко вступає в хімічні реакції

густина 2,69 г/см3

виявляє напівпровідникові властивості

неотруйний

утворюється за високого тиску (20 тис. атм.) із білого й червоного фосфору

Металічний фосфор

Сіра речовина з металічним блиском

густина 3,56 г/см3

проводить електричний струм

утворюється з чорного під тиском близько 1 млн атм

Поширеність та біологічне значення

у природі він трапляється виключно у вигляді солей ортофосфатної кислоти — ортофосфатів. У нашій країні розробляють великі родовища фосфориту Ca3(PO4)2 (Придніпров'я, Прикарпаття, Придністров'я, Донбас, Харківська та Сумська області) та апатиту Ca5(PO4)3OH (Приазов'я)

є незамінним біогенним елементом. В організмі дорослої людини міститься близько 700 г атомів Фосфору. Ця маса зосереджена переважно в кістках, які на 60 % складаються з гідроксиапатиту. Флуорапатит зумовлює міцність зубів

міститься також у складі нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, ферментів та коферментів. Похідні ортофосфатної кислоти (АТР та АДР) забезпечують накопичення клітинами енергії. Щодня організм людини втрачає близько 1-2 г Фосфору, тому ця кількість має поповнюватися з їжею. Багаті на Фосфор молоко й молочнокислі продукти, горіхи і насіння, печінка, квасоля та риба

Застосування

Червоний фосфор використовують у сірниковому виробництві

Білий фосфор — горюча речовина, тому його використовують для виготовлення запалювальних бомб

Великих кількостей червоного фосфору потребує виробництво ортофосфатної кислоти та фосфатних добрив. Також на виготовлення мінеральних добрив витрачаються майже всі фосфоровмісні мінерали, що добувають у світі

Чисту ортофосфатну кислоту використовують у харчовій промисловості як регулятор кислотності безалкогольних напоїв (добавка Е338)

Кальцій ортофосфат є складовою зубних паст, матеріалів для пломбування зубів, вітамінних добавок для домашніх тварин

Натрій ортофосфат застосовують для захисту залізних виробів від корозії, він міститься у складі миючих засобів, вогнетривких фарб