Leeuw táblázat - foszfor (foszfor)
-Crystal szerkezete:
monoklin
Foszfor (lat. Foszfor), P v kémiai elem csoportok a periódusos rendszer, a atomszáma 15, atomsúlya 30,97376, nemfémes. F. Természetes áll egy stabil izotóp 31 p; hat mesterséges radioaktív izotópok kapott: 28 p (t 1/2 = 6,27 s), 29 p (t 1/2 = 4,45 s); 30 p (t 1/2 = 2,55 perc), 31 p (t 1/2 = 14,22 d) 32 p (t 1/2 = 25 d) 33 p (t 1/2 = 12 5 másodperc). A legfontosabb, hogy a 32 p, jelentős energia sugárzás és b használt kémiai és biokémiai vizsgálatok nyomjelző.
Fizikai tulajdonságok. Elementary F. létezik számos allotropic módosítást, a fő amelyek - fehér, vörös és fekete. F. White - viaszos, víztiszta, jellegzetes szagú anyag képződik gőz kondenzációs F. F. White, a szennyeződések jelenléte - F. vörös nyomok arzén, vas, stb - festett sárga, így a fehér áruk F. úgynevezett sárga. Két formája fehér F. egy - és b-formában. egy-módosítás egy köbös kristály rendszer (a = 18,5 å); sűrűsége 1,828 g / cm 3. A t olvadáspontja 44,1 ° C, t-ra melegítjük 280,5 ° C, a fúziós hője 2,5 kJ / mol p 4 (0,6 kcal / mol p 4), és a párolgási hőt 58,6 kJ / P 4 mól (14,0 kcal / mol p 4), a gőznyomása 25 ° C-on 5,7 n / m 2 (0,043 Hgmm. v.). A lineáris hőtágulási együttható hőmérséklet-tartományban 0 és 44 ° C egyenlő 12.4. 10 -4, hővezetési 0,56 W / (m. K) [1,1346. 10 -3 cal / (cm. Sec. ° C)] 25 ° C-on Elektromos tulajdonságok „F. hasonló, fehér dielektrikumok: bandgap körülbelül 2,1 eV, ellenállása 1,54. Október 11-én. cm, diamágneses tulajdonságú, egy mágneses szuszceptibilitás - 0,86. 10 -6. Brinell 6 MN / m 2 (0,6 kgf / mm 2). -forma fehér F. oldható szén-diszulfid, rosszabb - folyékony ammóniában, a benzol, a szén-tetraklorid, stb Amikor -. 76,9 ° C, a nyomás pedig 0,1 MN / m 2 (1 kgf / cm 2) egy -forma b halad egy alacsony hőmérsékletű -forma (sűrűsége 1,88 g / cm 3). A nyomás emelkedik 1200 MN / m 2 (12 ezer. Kgf / cm 2) átmenet bekövetkezik 64,5 ° C-on b -forma - kettősen törő kristályokból, struktúrája még nem állapították meg véglegesen. Fehér F. mérgező: a levegő hőmérséklete körülbelül 40 ° C-on meggyullad, ezért kell víz alatt tároljuk (oldhatósága vízben, 25 ° C-on 3,3 x 10 -4%.). Fehér F. fűtés nélküli hozzáférést a levegő át 250-300 ° C-on néhány órán át, egy piros F. exoterm átmenetet gyorsított ultraibolya sugarak, valamint a szennyeződések (jód, nátrium, szelén). Normál kereskedelmi piros F. szinte teljesen amorf; Ez egy színt a sötétbarna a lila. Hosszan tartó melegítés visszafordíthatatlanul bejut egy kristályos formák (triklin, és köbös al.) A különböző tulajdonságokkal rendelkezhet: sűrűség 2,0 és 2,4 g / cm 3, T olvadáspontja 585-610 ° C nyomáson több tízes atmoszféra, a szublimációs hőmérséklete 416-423 ° C, az ellenállása 10 9 október 14 ohm. Lásd Red FM adásban nem öngyulladó .; akár a hőmérséklet 240-250 ° C, de az önálló meggyullad egy súrlódás vagy ütés hatására; vízben oldhatatlan, valamint a benzol, a szén-diszulfid és mások. tribromid oldható F. A hőmérséklet szublimációs vörös F. gőzzé alakul át, amely lehűléskor alakult elsősorban fehér F.
Melegítés hatására a fehér F., hogy 200-220 ° C-on nyomás alatt (1,2-1,7). Március 10 MN / m 2 [(12-17). Március 10 kgf / cm 2] képződik fekete F. Ezt az átalakítást végezhetjük nyomás nélkül, de jelenlétében higany és egy kis mennyiségű fekete F. kristályok (vetés) 370 ° C-on 8 napig. Fekete F. kristályok rombos szerkezetű (a = 3,31 å, B = 4,38 åÉs c = 10,50 å), Rácsszerkezetű felépítve szálrétegek a jellegzetes piramis atomok F., sűrűsége 2,69 g / cm 3. A t pl értéke mintegy 1000 ° C-on nyomás alatt 1,8. Március 10 MN / m 2 (18 március 10 kgf / cm 2). A megjelenés hasonló fekete F. grafit; Semiconductor: bandgap 0,33 eV 25 ° C-on; Ez egy ellenállása 1,5 ohm. cm, a hőmérsékleti együtthatója a fajlagos ellenállás 0,0077, diamágneses szuszceptibilitás a fajlagos mágneses - 0,27. 10 -6. Hevítve 560-580 ° C nyomás alatt a saját gőz vörösbe borul maloaktiven F. F. Fekete, alig gyúlékony gyújtásra, így nyugodtan lehet munkálni a levegőben.
Az atomi sugara 1,34 F. åIonos sugarak: p 5 + 0,35 å, P 3 + 0,44 å, P 3- 1,86 å.
Kémiai tulajdonságok. F. külső elektronsugarak konfigurációs atom 3 s március 2 p 3, vegyületek legjellemzőbb oxidációs állapotban +5, +3, és - 3. mint a nitrogén, F. a elsősorban kovalens vegyületek. Ionos vegyületek, mint például foszfidok na 3 p, CA 3 o 2. nagyon kicsi. Ezzel ellentétben, a nitrogén szabad 3 F. d -opbitalyami viszonylag kis energia, amely ahhoz vezet, hogy a lehetőséget, hogy a koordinációs számának és a kialakulása egy donor-akceptor kötés.
F. kémiailag aktív, a legnagyobb aktivitást egy fehér F.; vörös és fekete GF kémiai reakciók sokkal passzív. Oxidációs fehér F. történik olyan mechanizmus révén, a láncreakciót. F. Az oxidáció általában kíséri kemilumineszcencíával. Amikor égett oxigén feleslegben, F. képződött pentoxid o 4 10 o (vagy p O 2 5) egy hiányban - elsősorban trioxid p 4 6 o (vagy p o 2 3). Spektroszkópiailag létezését bizonyította párban o 4 o o 4 7. 8 o, o o 2 6. po és munkatársai. Foszfor-oxidok. F. pentoxid elégetésével kapott elemi ipari méretekben F. felesleges száraz levegő. Későbbi p o 4 10 hidratációs termel orto (H 3PO 4) és a poli (N + H 2 p o n 3 n + 1) a foszforsav. Ezen túlmenően, F. képez foszforossav 3 óra po 3. hipofoszforsav 4 h o o 2 6 H és hipofoszforossav 2. 3 PO és persav: nadfosfornuyu 4 h o p 2 és 8 órán mononadfosfornuyu 3 po 5 széles körben használják sót foszforsavak (foszfátok), kisebb mértékben - a foszfitok és Hipofoszfitok.
F. közvetlenül csatlakozik az összes halogén a kiadás nagy mennyiségű hőt és a kialakulása trihalogenidek (px 3., ahol X - halogén), -halogeniddel (px 5) és oxi-halogenidek (például, pox 3). F. Amikor kondenzált kén 100 ° C alatt szilárd oldatokat képeznek alapján AF és a kén, és a 100 ° C felett az exoterm reakció kialakulásának szulfidok kristályos p p 3 4 s 4 s 4 s p 5. 7. 10 o s 4 ., amelyből csupán 4 p 5 s fölé hevítve 200 ° C-on bomlik, p 4, p és s 3 s 4 7. a fennmaradó olvad bomlás nélkül. Ismert foszfor oxiszulfidjai: P 2 O 3 S P 2. 2O 3S 4 o o 3. 4. 3. o s o 6 10 5 s és p o 4 3 4 s F. kevésbé képes vegyületeket képeznek, míg a nitrogén- hidrogénnel. -Foszfin és foszfin pH 3 difoszfin P H 2 4 lehet beszerezni csak közvetett. A vegyületek között ismert F. nitrogén nitridek pn, p 2 n n 3 p 3. 5 - kemény, kémiailag ellenálló anyagból, érünk el a nitrogént gőz a AF keresztül elektromos ívet; polimer fosfonitrilgalogenidy - (PNX 2) n (például, polifosfonitrilhlorid) állítjuk elő, pentahalogenidek ammóniával különböző körülmények között; amidoimidofosfaty - vegyületek jellegzetesen polimer, tartalmazó, valamint a P-O-P kötéseket R-NH-P kapcsolatot.
F. képez számos szerves foszforvegyület.
Megközelítés. termelés elemi F. végzett elektrotermikus csökkenti saját természetes foszfátok (apatit vagy foszforitot) át 1400-1600 ° C-on jelenlétében koksz, szilícium-dioxid (kvarchomok):
2ca 3 (PO 4) 2 + 10c + n SiO 2 = p 4 + 10co + 6cao. n sio 2
Pre-megőröljük, és dúsított foszfortartalmú ércet összekeverünk megadott arányok a szilícium-dioxid és a koksz elektromos kemencében, és van betöltve. Szilícium-dioxid szükséges a reakció hőmérsékletének csökkentése, valamint növeli a sebességét kötődve felszabadult a gyógyulási kalcium-oxid kalcium-szilikát, amely folyamatosan eltávolítunk olvadt salak. A salak mozgó szilikátok és oxidok alumínium, magnézium, vas és mások. Szennyeződések, és a ferrofoszfor (Fe 2 p, FEP, Fe 3 p), amely úgy állítjuk elő, egy részét a redukált vas F. Ferrofoszfor és feloldjuk benne kis mennyiségben mangán-foszfid és mtsai., mint fémeket eltávolítjuk az elektromos tároló a későbbi felhasználásra a termelés különleges acélok.
Gőzök kilép a kemence F. együtt gázhalmazállapotú melléktermékeket és az illékony szennyeződéseket (CO, SIF 4. pH 3. víz gőzök, pirolízistermékek a szerves szennyező anyagok és az egyéb töltés.) A hőmérséklet 250-350 ° C-on Tisztítás után a portartalmú gázok tápláljuk foszfor kondenzációs rendszerek, amelyekben alatti hőmérsékleten 50 ° C alatt összegyűjtött víz folyékony fehér F.
A kinyerésére szolgáló eljárásokat az AF gáz-halmazállapotú redukálószerek plazmareaktor a termelés fokozására a hőmérséklet növelésével a 2500-3000 ° C-on, azaz. E. felett disszociációs hőmérséklete természetes foszfátok és redukáló gázok (például metán) alkalmazunk hordozógázként gáz alacsony hőmérsékletű plazma.
Alkalmazás. A nagy részét a termelt F. alakítjuk foszforsavat és gyártott alapján a technikai és a foszfor műtrágya sói (foszfátok).
F. White használják a arattak, és a füst kagyló, bombák; Red FM - a mérkőzés termelés. F. használják a termelés színesfém ötvözetek, mint egy dezoxidáló szer. Bevezetés a 1% F. növeli a hőállósága az ilyen ötvözetek például fechral, hromal. F. része valami bronz, mint növeli fluiditás és kopásállóság. fém-foszfid, valamint bizonyos nem-fémek (B, SI, mint, és hasonlók) előállításához használt félvezető anyagok és a dopping. F. rész alkalmazott szulfidok és kloridok, amelyek prekurzorként szolgálnak előállítására foszfor-tartalmú lágyítók (például trikrezil-foszfát, tributil-foszfát, stb), Pharmaceuticals, szerves foszfor peszticidek, valamint a használt adalékanyagként kenőanyagok és üzemanyagok.
Biztonságát. F. White és erősen toxikus vegyületeket. Munkavégzés a FA gondos tömítő berendezések; tárolására fehér F. lehet víz alatt vagy egy lezárt fém tartályban. szigorúan be kell tartaniuk a biztonsági szabályok, ha dolgozik az FA.
F. a szervezetben. F. - az egyik legfontosabb tápanyagokat szükséges az élet minden élőlények. Jelenleg az élő sejtekben, mint az orto- és pirofoszforsav savak és származékaik, valamint egy része a nukleotid. nukleinsav fosfoproteidov, foszfolipidek, foszforsav-észterek a szénhidrátok, koenzimek és még sokan mások. szerves vegyületek. Sajátosságai miatt a kémiai szerkezet F. atomok, mint kénatomot kialakítására képes egy nagy energiájú gazdag vegyületek a csatlakozások; adenozin-trifoszfát (ATP), kreatin-foszfát, és mások. A folyamat során a biológiai evolúció, azaz a foszfortartalmú vegyületeket lesz nagyobb, állattartók univerzális genetikai információ és energia hordozók minden élő rendszer. Et al. F. vegyületek fontos szerepet a szervezetben abban a tényben rejlik, hogy az enzimatikus kötődésének a foszforil-molekularészben a különböző szerves vegyületek (foszforiláció) szolgál, mint a „pass” való részvételük az anyagcserét, és fordítva, a hasítási a foszforil maradékot (defoszforilációja) kizárja ezeknek a vegyületeknek a aktív metabolizmus. Enzimek csere F. - kináz. foszforilázt és foszfatáz. Jelentős szerepet a vegyület átalakítását, F. állatokban és emberekben játszik májban. Az Exchange foszforvegyületek hormonok szabályozzák és D-vitamin.
F. mérgezés és vegyületei figyelhető meg, amikor a termoelektromos szublimáció, a fehér F. gyártását és használatát foszforvegyületek. Erősen toxikus szerves vegyületek antikolinészteráz hatásuk. F. belép a test révén a légutakat, a gyomor-bél traktus, a bőr. Akut mérgezés alakulhat ki égő érzés a szájban és a gyomorban, fejfájás, gyengeség, hányinger, hányás. 2-3 nap elteltével a fájdalom a gyomortáji régióban, jobb felső kvadránsban, sárgaság. Krónikus mérgezés jellemzi gyulladás a nyálkahártya a felső légúti, tünetei toxikus hepatitis, megsértése a kalcium-anyagcsere (csontritkulás, törékeny, néha nekrózis a csont, leggyakrabban - az alsó állkapocs), a vereség a kardiovaszkuláris rendszer és az idegrendszer. Az elsősegély akut mérgezés lenyeléssel (leggyakoribb) - gyomormosás, hashajtó, tisztító beöntés, intravénás glükóz-, kalcium-klorid, stb esetén égések a bőr -. Kezeljük az érintett területeken oldatok réz-szulfát, vagy szóda. Szem mostuk 2% -os oldat szódabikarbóna. Megelőzés: műszaki biztonsági, személyi higiénia, szájápolás, 6 havonta - physicals dolgozni F.
Gyógyszerészeti készítmények, amelyek F. (adenozin-trifoszfát, fitin, kalcium-glicerofoszfát, fosfren et al.), Nagy mértékben befolyásolja a folyamatok a szöveti metabolizmus és használják a betegségek az izmok, idegrendszer, a tuberkulózis, áramkimaradás, vérszegénység és mások. A radioaktív izotópok F .-t használják nyomjelző tanulmányozásához az anyagcsere, a betegség diagnózisa és radioterápiában tumorok.
Lit.: Rövid Chemical Encyclopedia, T 5, M. 1967 .; Cotton F. J. Wilkinson. Részletes Szervetlen Kémiai Acad. az angol. 2. rész, M. 1969 .; Van J. Weser. Foszfor és vegyületei, transz. az angol. t 1, M. 1962 .; Akhmetov NS Inorganic Chemistry, 2nd ed. M. 1975; Nekrasov BV Fundamentals of General Chemistry, 3rd ed. t 1-2, M. 1973 .; Mosse AL Pechkovskii V. Alkalmazás alacsony hőmérsékletű plazma technológia a szervetlen anyagok, Minsk, 1973; Horizons biokémia, Szo Art. per. az angol. M. 1964; SM Rapoport Orvosi Biokémiai sáv vele. M. 1966, Skulachev VP energiaakkumulációs a sejtben, M. 1969 Az élet eredete és az evolúciós biokémia, M. 1975.