Аллотропные модификации фосфора: характеристика и свойства

Можете ли вы описать аллотропные модификации фосфора? Наша статья посвящена свойствам именно этого вещества. В природе существует несколько аллотропных модификаций фосфора. Давайте подробнее рассмотрим эту тему.

Понятие об аллотропии

Химические элементы могут образовывать разные типы простых веществ. Это явление называется аллотропией. Это может быть связано с двумя причинами. В первом случае это разное количество атомов элемента в веществе. Например, кислород и озон. Они состоят из кислорода. Только первый газ содержит два атома, а второй — три.

Аллотропия фосфора имеет другую природу. При соединении его атомы способны образовывать кристаллические решетки различных типов. Как это возможно? В молекуле этого вещества образуются три ковалентные связи. Но попарно их соединяет всего один. Две другие валентные единицы используются для атаки третьего и четвертого атомов. Таким образом образуется атомарная или молекулярная кристаллическая решетка.

аллотропные модификации фосфора' '='

Фосфор в природе

В обычных условиях это вещество не встречается в чистом виде. Это связано с его большой химической активностью. Основные соединения фосфора — соли — фосфориты и апатиты. Атомы фосфора входят в состав клеточных мембран, костной ткани и нуклеиновых кислот, которые являются носителями наследственной информации.

свойства и структура аллотропных модификаций фосфора' '='

Свойства и название аллотропных модификаций фосфора

В зависимости от типа кристаллической решетки это вещество может быть представлено несколькими модификациями. Это белый, желтый, красный и черный. Аллотропные модификации фосфора получили свое название от цвета. В условиях высокого давления белый и красный фосфор становятся черными. Физические свойства каждого вида кардинально отличаются. Рассмотрим каждую из них отдельно.

сравнить свойства и структуру аллотропных модификаций фосфора' '='

Белый фосфор

Получение этой аллотропной модификации фосфора можно назвать «фантастической случайностью». В конце 17 века немецкий алхимик Хеннинг Бранд работал над получением Философского камня. Согласно легендам того времени, он обладал удивительными свойствами: превращал черные металлы в золото, давая вечную жизнь и свободу. Выпарив мочу, ученый получил сухой остаток. Когда это вещество светилось в темноте, Бранд решил, что это Философский камень. В реальности? это был белый фосфор.

Рассмотрим свойства и структуру этой аллотропной модификации фосфора. Это бесцветное или желтоватое кристаллическое вещество. Его твердость невелика — белый фосфор можно разрезать ножом под водой. Он не растворяется в воде, тает при 44 градусах Цельсия.

Эта аллотропная модификация фосфора отличается от всех остальных значительной химической активностью. Уже при 40 градусах он вступает в реакцию с кислородом и воспламеняется. Эта форма самая ядовитая.

Желтый фосфор

Это вещество относится к группе сильнодействующих ядовитых веществ. Нерафинированный белый цвет называется желтым фосфором. В воздухе он легко воспламеняется. Это дает ярко-зеленое пламя и большое количество едкого белого дыма. Поскольку желтый фосфор способен к самовоспламенению, он хранится и транспортируется только под слоем воды.

фосфор образует аллотропные модификации' '='

Красный фосфор

Аллотропные модификации фосфора могут переходить друг в друга. Для этого нужны определенные условия. Так, при длительном нагревании в условиях повышенного давления и в присутствии углекислого газа белый фосфор становится красным. Эта реакция была впервые проведена в конце 19 века австрийским химиком Риттером Шреттером.

Красный фосфор химически менее активен. Это вещество растворяется только в расплавленных свинце и висмуте. Процесс горения не происходит при повышении температуры. Красный фосфор превращается в пар, который затем становится белым. Но чтобы возник пожар, необходимо ударить или растереть это вещество.

Эта модификация менее ядовита, чем белая. Поэтому его широко используют при изготовлении спичек как основу вещества сетчатой ​​поверхности шкатулки.

название аллотропных модификаций фосфора' '='

Черный фосфор

Только в двадцатом веке стало известно, что фосфор образует аллотропные модификации, которые являются его наиболее стабильной и наименее активной формой. Это черный фосфор. На этот раз открытие принадлежало лауреату Нобелевской премии американскому физику Перси Бриджмену. Но высокое признание он получил не за получение черного фосфора, а за создание устройства, способного создавать высокое атмосферное давление. Это было одним из условий, при которых красный фосфор становится черным.

Визуально эта модификация напоминает графит. Это черные кристаллы с металлическим блеском, жирные на ощупь, не растворимые в воде и органических веществах. Это вещество растворяется только при температуре 1000 градусов.

Области применения

Сравнивая свойства и структуру аллотропных модификаций фосфора, становится понятным большое количество областей использования этого вещества. Давайте посмотрим на некоторые из них. Желтый фосфор, образующий толстую дымовую завесу, делает это вещество сырьем для оборонной и военной промышленности. В частности, он используется при изготовлении трассирующих пуль. След фосфора, который образуется при сгорании, тянется на целый километр. Способность люминофора сиять используется при изготовлении красок.

Широко используются многие соединения фосфора. В сочетании с серым красное изменение используется для получения совпадений. Хлорид используется как пластификатор и добавка для борьбы с вредителями.

Химический элемент фосфор необходим всем живым организмам для нормального развития. Его суточная доза составляет около 1,5 грамма. Восполнить эти запасы можно за счет употребления зерновых, бобовых и молочных продуктов.

Следовательно, фосфор — это химический элемент, который может находиться в форме нескольких простых веществ. Другими словами, образовывать аллотропные модификации. В зависимости от типа кристаллической решетки это может быть белый, желтый, красный или черный фосфор. Каждая из этих модификаций имеет разные физические и химические свойства, физиологическое воздействие на организм и область применения.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть