§ 36. Элементы VА-группы. Азот и фосфор
Фосфор как простое вещество
Фосфор, являясь элементом VА-группы, как и азот, способен образовывать молекулу состава P2. Однако, в отличие от молекулы азота, двухатомная молекула фосфора неустойчива. Поэтому фосфор существует в виде нескольких аллотропных модификаций, в которых реализуются лишь одинарные связи Р—Р: фосфор белый, красный, чёрный и другие (табл. 29).
Таблица 29. Строение и физические свойства аллотропных модификаций фосфора
Аллотропные модификации фосфора | Строение | Температура плавления | Температура кипения |
Р4 фосфор белый ![]() |
![]() |
44 °С | 281 °С |
Р фосфор красный ![]() |
![]() |
260 °С | ‒ Возгоняется при температуре около 400 °С |
* Р фосфор чёрный ![]() |
![]() Фрагмент кристаллической решётки чёрного фосфора |
При нагревании (атмосферное давление) превращается в красный фосфор | 1000 °С (при 1,8 ∙ 106 атм) |
![img](http://profil.adu.by/pluginfile.php/5869/mod_book/chapter/18028/%D0%A0%D0%B8%D1%81.%2088.%20%D0%A4%D1%80%D0%B0%D0%B3%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%20%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D1%8B%20%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D1%85%D1%83%D0%B4%D0%BE%D0%B6%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0%20%D0%94%D0%B6%D0%BE%D0%B7%D0%B5%D1%84%D0%B0%20%D0%A0%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%B0%20%C2%AB%D0%90%D0%BB%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%BA%2C%20%D0%BE%D1%82%D0%BA%D1%80%D1%8B%D0%B2%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B8%D0%B9%20%D1%84%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%C2%BB.jpg)
Физические свойства. Белый фосфор Р4 представляет собой воскообразное вещество с чесночным запахом, ядовит. На воздухе в темноте светится зеленовато-жёлтым цветом в результате медленной химической реакции окисления (хемилюминесценция (рис. 88)).
Красный фосфор — аморфное вещество полимерного строения, не имеет запаха, его токсичность невысокая.
Между аллотропными модификациями фосфора возможны взаимопревращения, протекающие при определённых температурах и давлениях.
Химические свойства. Как окислитель фосфор при нагревании вступает в реакции с металлами, образуя фосфиды:
С водородом фосфор не реагирует.
Как восстановитель фосфор реагирует с кислородом и другими сильными окислителями. В чистом кислороде и на воздухе фосфор ослепительно горит, образуя белый дым (частицы твёрдых оксидов фосфора):
(оксид фосфора(V) в избытке кислорода);
(оксид фосфора(III) при недостатке кислорода).
Белый фосфор может самовоспламеняться на воздухе, а красный загорается лишь при поджигании, что объясняется различной прочностью химических связей между атомами фосфора в аллотропных модификациях.
![img](http://profil.adu.by/pluginfile.php/5869/mod_book/chapter/18028/icon_additional.jpg)
Фосфор получают прокаливанием смеси фосфата кальция с песком и углём:
Не реагируя с водородом непосредственно, фосфор тем не менее образует водородные соединения. Так, фосфин можно получить косвенно, например, из фосфидов, которые разрушаются как водой, так и кислотами: Mg3Р2 + 6H2O = 3Mg(ОН)2↓ + 2РH3↑.
Фосфин РH3 — газ с чесночным запахом.
В природе водородные соединения фосфора встречаются там, где происходит интенсивное разложение белковых веществ.
Применение. Белый фосфор используют для производства фосфорных кислот и их производных, в металлургии как компонент некоторых жаропрочных сплавов. Красный фосфор применяют в производстве спичек, в органическом синтезе (лекарственные препараты, ядохимикаты). Образцы фосфора, содержащие нуклид 32Р («меченый атом») с периодом полураспада 14,22 суток, используют в исследовательских работах.