Alotropne modifikacije fosfora: svojstva i svojstva

Možete li opisati alotropne modifikacije fosfora? Naš članak posvećen je svojstvima ove posebne tvari. U prirodi, postoji nekoliko alotropnih modifikacija fosfora. Upoznajte se s ovom temom detaljnije.

Koncept alotropije

Kemijski elementi mogu oblikovati različite vrste jednostavnih tvari. Taj se fenomen naziva alotropijom. To može biti zbog dva razloga. U prvom slučaju, to je različit broj atoma elementa u tvari. Na primjer, kisik i ozon. Oni se sastoje od kisika. Samo sastav prvog plina uključuje dva atoma, a drugi - tri.

Alotropija fosfora je drugačija priroda. Povezivanje, njegovi atomi mogu oblikovati kristalne rešetke različitih tipova. Kako je to moguće? U molekuli ove tvari formiraju se tri kovalentne veze. Ali u parovima su povezani samo jedan. Preostale dvije jedinice valencije koriste se za pridruživanje trećem i četvrtom atomu. Tako se formira ili atomska ili molekularna kristalna rešetka.

Fosfor u prirodi

U normalnim uvjetima ova tvar ne dolazi u čistom obliku. To je zbog svoje velike kemijske aktivnosti. Glavni spojevi fosfora su soli - fosforiti i apatii. Atomi fosfora dio su staničnih membrana, koštanog tkiva i nukleinskih kiselina, koji su nositelji nasljednih informacija.

Svojstva i naziv alotropnih modifikacija fosfora

Ovisno o vrsti kristalne rešetke, ova tvar može biti zastupljena s nekoliko modifikacija. Bijeli su, žuti, crveni i crni. Njihova imena su alotropne modifikacije fosfora zbog boje. Pod uvjetima visokog tlaka, bijeli i crveni fosfor postaju crni. Fizička svojstva svake vrste imaju oštre razlike. Pogledajmo svaki od njih zasebno.

Bijeli fosfor

Priprema ove alotropne modifikacije fosfora može se nazvati "fantastičnom nezgodom". Krajem XVII stoljeća njemački alkemičar Henning Brand radio je na dobivanju filozofskog kamena. Prema legendi toga vremena, imao je zadivljujuća svojstva: preobrazba željezni metali u zlato, da daju vječni život i slobodu. Isparavanje urina, primio je znanstvenik suhi ostatak. Budući da ova tvar sjaji u mraku, Brand je odlučio da je to kamen filozofa. Stvarno? to je bio bijeli fosfor.

Razmotrimo svojstva i strukturu dane alotropne modifikacije fosfora. Ova kristalna tvar je bezbojna ili žućkasta u boji. Njegova tvrdoća je mala - pod vodom, bijeli fosfor se može rezati nožem. Netopljiva je u vodi, topi na temperaturi od 44 stupnja Celzijusa.

Ova alotropna modifikacija fosfora razlikuje se od svih ostalih značajnih kemijskih aktivnosti. Već pri 40 stupnjeva reagira s kisikom i zapaljuje. Ovaj oblik je najotrovniji.

Žuti fosfor

Ta tvar pripada grupi koja je vrlo otrovna. Žuti fosfor se zove neobrađen bijeli. Lako se zapali u zraku. To stvara svijetli zeleni plamen i stvara veliku količinu bijelog akridnog dima. Budući da se žuti fosfor može samozapaljivati, pohraniti i transportirati samo pod vodom.

Crveni fosfor

Alotropne modifikacije fosfora mogu se pretvoriti jedna u drugu. Za to su potrebni određeni uvjeti. Dakle, s produženim zagrijavanjem pod visokim tlakom i prisutnošću ugljičnog dioksida, bijeli fosfor se pretvara u crveno. Po prvi put je ova reakcija provedena krajem XIX stoljeća od strane austrijskog kemičara Rittera Schretera.

Crveni fosfor je kemijski manje aktivan. Ova tvar se otapa samo u rastopljenom olovu i bizmutu. Ne događa se proces paljenja s povećanom temperaturom. Crveni fosfor pretvara u paru, a zatim - u bijelo. Ali da se zapali, potrebno je udariti ili trljati ovu tvar.

Ova je modifikacija manje toksična nego bijela. Stoga se naširoko koristi u proizvodnji šibica kao osnovi tvari kutije površine rešetke.

Crni fosfor

Tek je u XX. Stoljeću postalo poznato da fosfor tvori alotropne modifikacije, koje su najstabilniji i najmanje aktivni oblik. Ovo je crni fosfor. Ovaj je put otkriće pripalo američkom fizičaru Percyu Bridgmanu, koji je bio laureat Nobelove nagrade. Ali dobio je veliku nagradu ne za dobivanje crnog fosfora, već za stvaranje instrumenta koji je mogao stvoriti visoki atmosferski pritisak. To je postalo jedan od uvjeta pod kojima se crveni fosfor pretvara u crnu boju.

Vizualno, ova izmjena sliči grafitu. To su kristali crne boje s metalnim sjajom, masnim do dodir, netopivi u vodi i organskih tvari. Ovakvu tvar rastvara samo pri temperaturi od 1000 stupnjeva.

aplikacije

Uspoređujući svojstva i strukturu alotropnih modifikacija fosfora, veliki broj sfera upotrebe te tvari postaje razumljiv. Razmotrimo neke od njih. Žuti fosfor, koji stvara debeli dimni ekran, čini ovu tvar sirovinu za obrambenu i vojnu industriju. Konkretno, koristi se za izradu metaka za označavanje. Fosforni put, koji nastaje kada puca, traje cijeli kilometar. Sposobnost fosfora u sjaju koristi se u proizvodnji boja.

Mnogi spojevi fosfora su naširoko korišteni. Zajedno s sivom, crvena verzija se koristi za dobivanje utakmica. Klorid se koristi kao plastifikator i aditiv za kontrolu štetočina.

Kemijski element fosfora nužan je za sve žive organizme za normalan razvoj. Njegova dnevna stopa iznosi oko 1,5 grama. Nadopunjavanje tih rezervi moguće je zbog potrošnje žitarica, mahunarki i mliječnih proizvoda.

Dakle, fosfor je kemijski element koji može biti u obliku nekoliko jednostavnih tvari. Drugim riječima - oblikovati alotropne modifikacije. Ovisno o vrsti kristalne rešetke, može biti bijeli, žuti, crveni ili crni fosfor. Svaka od tih modifikacija ima različita fizička i kemijska svojstva, fiziološki učinak na tijelo i područje primjene.