Химические свойства фосфора.

Фосфор (P) — аналог азота. Однако атом фосфора характеризуется большим радиусом, меньшим значением электроотрицательности и более выраженными восстановительными свойствами. У фосфора реже встречается степень окисления –3 (только в фосфидах Ca3P2,Na3P), чаще фосфор в соединениях имеет степень окисления +5, а вот соединение фосфин (PH3) — тот редкий случай, когда ковалентная связь между атомами разных элементов неполярная, т.к. электроотрицательности фосфора почти одинаковы.

Химический элемент фосфор образует несколько аллотропных модификаций. Рассмотрим два простых вещества фосфора: белый фосфор и красный фосфор. Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку из молекул P4. Он в порошкообразном состоянии воспламеняется, светится в темноте, ядовит. Красный фосфор имеет атомную кристаллическую решетку, окисляется на воздухе медленно, нерастворим, неядовит, не светится. Химические свойства фосфора и его соединений представлены в таблице.

В природе фосфор в свободном виде не встречается — только в виде соединений.

Фосфор также является составной частью тканей организма человека, животных и растений.

Фосфор и его соединения.

Фосфор

Соединения фосфора

Оксид фосфора (V) Фосфорная кислота 1. При обычных условиях может существовать в виде двух аллотропных модификаций: красный и белый. 2. Горит в кислороде: 4P+5O2=2P2O5 (проявляет восстановительные свойства). Белый фосфор окисляется на воздухе при комнатной температуре: P4+3O2=2P2O3 Получение 2Ca3(PO4)2+10C+6SiO2=P4↑+10CO↑+6CaSiO3–Q 1. При обычных условиях очень гигроскопическое твердое вещество белого цвета. 2. Проявляет свойства кислотных оксидов, взаимодействуя - с водой: P2O5+3H2O=2H3PO4 - со щелочами: P2O5+6NaOH=2Na3PO4+3H2O - с основными оксидами: P2O5+3CaO=Ca3(PO4)2 Получение Сжигание фосфора в избытке воздуха: 4P+5O2=2P2O5

1. При обычных условиях бесцветное твердое вещество, неограниченно растворимое в воде.

2. Слабая трехосновная кислота:

H3PO4⇄H++H2PO4−⇄2H++HPO42−⇄3H+PO43−

3. Взаимодействует со щелочами, основаниями и амфотерными гидроксидами, а также с аммиаком:

H3PO4+3NaOH=Na3PO4+3H2O
H3PO4+2NaOH=Na2HPO4+2H2O
H3PO4+NH3=NH4H2PO4
H3PO4+2NH3=(NH4)2HPO4
4. Взаимодействует с основными оксидами:

2H3PO4+3CaO=Ca3(PO4)2+3H2O
5. Взаимодействует с фосфатом кальция, образуя дигидрофосфат (двойной суперфосфат):

Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2
Получение в промышленности:

1) по реакции оксида фосфора (V) с водой:

P2O5+3H2O=2H3PO4;
2) по реакции фосфата кальция с серной кислотой при нагревании:

Ca3(PO4)2+3H2SO4

t°

→

3CaSO4+2H3PO4

Химические свойства углерода.

Углерод (C) — первый элемент главной подгруппы IV группы Периодической системы. На его высшем энергетическом уровне 4 электрона, поэтому его атомы могут принимать четыре электрона, приобретая степень окисления –4, т.е. проявлять окислительные свойства, и отдавать свои электроны, проявляя восстановительные свойства, приобретая степень окисления +4.

О свойствах аллотропных модификаций алмаза и графита мы уже говорили ранее. Химические свойства углерода и его соединений обобщены в таблице.

Углерод — это особый химический элемент. Он — основа многообразия органических соединений, из которых построены все живые организмы на планете.

Углерод и его соединения.

Углерод

Соединения углерода

Оксид углерода (IV) Угольная кислота 1. Имеет аллотропные модификации: алмаз, графит, карбин, фуллерен. 2. Проявляет восстановительные свойства: а) горит в кислороде: C+O2=CO2+Q неполное сгорание: 2C+O2=2CO+Q; б) взаимодействует с оксидом углерода (IV), образуя ядовитое вещество — угарный газ: C+CO2=2CO; в) восстанавливает металлы из их оксидов: C+2CuO=CO2+2Cu Получение Неполное сжигание метана: CH4+O2=C+2H2O 1. Газ без запаха, цвета и вкуса, тяжелее воздуха. 2. Кислотный оксид. 3. При растворении взаимодействует с водой: CO2+H2O⇄H2CO3 4. Реагирует с основаниями (известковая вода при его пропускании мутнеет): CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 5. Реагирует с основными оксидами: CO2+CaO=CaCO3 6. Образуется в реакциях: - горения углерода в кислороде: C+O2=CO2 - окисления оксида углерода (II): 2CO+O2=2CO2 - сгорания метана: CH4+2O2=CO2+2H2O - взаимодействия кислот с карбонатами: CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O - термического разложения карбонатов и гидрокарбонатов: CaCO3=CaO+CO2↑ 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O - окислительных биохимических процессов дыхания, гниения 1. Непрочная молекула. Слабая двухосновная кислота. Равновесие в водном растворе: CO2+H2O⇄H2CO3⇄H++HCO3−⇄2H++CO32− 2. Взаимодействует с растворами щелочей как раствор углекислого газа в воде с образованием кислых (гидрокарбонатов) и средних (карбонатов) солей: CO2+NaOH=NaHCO3 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 3. Вытесняется из солей более сильными кислотами: CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 4. Соли угольной кислоты подвергаются гидролизу: 2Na++CO32−+H2O⇄2Na++HCO3−+OH– CO32−+H2O⇄HCO3−+OH–