- Основное и возбужденное состояние фосфора
- Валентность фосфора в соединениях
- Все тесты
- Графическая (структурная) формула оксида фосфора 5
- Кислородные соединения фосфора
- Краткая характеристика оксида фосфора (v). формула оксида фосфора (v):
- Модификации оксида фосфора (v):
- Обзор кислородных соединений
- Общие сведения о валентности фосфора
- Оксид фосфора (v), свойства, получение, химические реакции.
- Определение и формула оксида фосфора 5
- Получение оксида фосфора (v):
- Применение и использование оксида фосфора (v):
- Примеры решения задач
- Природные соединения
- Соли фосфорной кислоты
- Составь формулу соединения фосфора (v) с кислородом. в формуле на первом месте запиши химический знак фосфора, а на втором — химический знак кислорода. если индекс равен 1, то ячейку для него оставь пустой.
- Тестовые задания рудзитис и фельдман 8 класс параграф 16
- Физические свойства оксида фосфора (v). масса, цвет, плотность, температура и пр.:
- Фосфористый ангидрид
- Фосфорные кислоты
- Химические свойства оксида фосфора (v). химические реакции оксида фосфора (v):
Основное и возбужденное состояние фосфора
При возбуждении атома фосфора электроны на s-подуровне распариваются и переходят на d-подуровень.
Валентность фосфора в соединениях
Фосфор — пятнадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Он находится в третьем периоде в VA группе. В ядре атома фосфора содержится 15 протонов и 16 нейтронов (массовое число равно 31). В атоме фосфора есть три энергетических уровня, на которых находятся 15 электронов (рис. 1).
Электронная формула атома фосфора в основном состоянии имеет следующий вид:
1s22s22p63s23p3.
А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):
Наличие трех неспаренных электронов свидетельствует о том, что фосфор способен проявлять валентность III (PIII2O3, Ca3PIII2, PIIIH3и т.д.).
Поскольку на третьем энергетическом слое помимо 3s- и 3p-подуровней есть еще и 3d-подуровень, для атома фосфора характерно наличие возбужденного состояния: пара электронов 3s-подуровня распаривается и один из них занимает вакантную орбиталь 3d-подуровня.
Наличие пяти неспаренных электронов свидетельствует о том, что для фосфора также характерна валентность V (PV2O5, H3PVO4, PVCl5и др.).
Все тесты
- Тест на темуАнализ стихотворения «Не с теми я, кто бросил землю» А. Ахматовой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Перемена» Б. Пастернака5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Петербурге» А. Ахматовой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи к Блоку» М. Цветаевой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Клеветникам России» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Завещание» Н. Заболоцкого5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Стихи о Москве» М. Цветаевой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» М. Цветаевой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «И. И. Пущину!» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «День и ночь» Ф. Тютчева5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Весна в лесу» Б. Пастернака5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Журавли» Р. Гамзатова5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Люблю» В. Маяковского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Когда на меня навалилась беда» К. Кулиева5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Гамлет» Б. Пастернака5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Русь» А. Блока5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Ночь» В. Маяковского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения К. Симонова «Ты помнишь, Алёша, дороги Смоленщины…»5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения Жуковского «Приход весны»5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения Анны Ахматовой «Сероглазый король»5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Июль – макушка лета…»5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Мелколесье. Степь и дали…» С. Есенина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Не позволяй душе лениться» Н. Заболоцкого5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «На дне моей жизни» А. Твардовского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Нивы сжаты, рощи голы…» С. Есенина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушкины сказки» С. Есенина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Снежок» Н. Некрасова1 вопрос
- Тест на темуАнализ стихотворения «По вечерам» Н. Рубцова5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Вчерашний день, часу в шестом…» Н. Некрасова5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Цветы последние милей…» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Я знаю, никакой моей вины…» А. Твардовского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Я не ищу гармонии в природе»Н. Заболоцкого5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Разбуди меня завтра рано» С. Есенина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Снега потемнеют синие» А. Твардовского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Осень» Н. Карамзина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Молитва» А. Ахматовой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Вечер» А. Фета5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Не жалею, не зову, не плачу» С. Есенина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Тучи» М. Лермонтова5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Книга» Г. Тукая5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Необычайное приключение, бывшее с Владимиром Маяковским летом на даче» В. Маяковского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Деревня» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Летний вечер» А. Блока5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Я убит подо Ржевом» А. Твардовского5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Элегия» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Зимнее утро» А. Пушкина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Троица» И. Бунина5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Бабушке» М. Цветаевой5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «О весна без конца и краю» А. Блока5 вопросов
- Тест на темуАнализ стихотворения «Море» В. Жуковского5 вопросов
Графическая (структурная) формула оксида фосфора 5
Структурная (графическая) формула оксида фосфора (V) является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2). Оксид фосфора (V) может димеризоваться (соответствует химической формуле P4O10) и существование его в такой форме наиболее предпочтительно.
Кислородные соединения фосфора
С кислородом фосфор образует ряд оксидов, из которых наиболее изучены и важны в практическом отношении оксид фосфора(У) Р2Од и оксид фосфора(Ш) Р203. Кроме этих оксидов известно и другое соединение — Р204, которое можно рассматривать как смешанный оксид, состоящий из двух первых.
Оксид фосфора(Ш) Р203 образуется при горении фосфора в условиях ограниченного доступа кислорода:
Р203 представляет собой белые кристаллы, полиморфен. Существует в виде нескольких модификаций, построенных из пирамидальных структурных единиц РОэ. Экспериментальное определение молекулярной массы показывает, что в газообразном состоянии существует модификация, отвечающая формуле Р,06, т.е. удвоенной (Р203)2. Обычная форма Р203 имеет молекулярную решетку, образованную молекулами Р406.
По своим химическим свойствам Р203 является кислотным оксидом: при взаимодействии с водой образуется фосфористая кислота Н2[Р03Н], а в реакции со щелочами он дает соответствующие соли:
Р90, обладает восстановительными свойствами; кислородом окисляется до Р305:
Фосфористая кислота Н2[Р03Н] — бесцветное кристаллическое вещество, легко растворимое в воде. Фосфористая кислота, а также ее моно- и диэфиры характеризуются наличием в их молекуле одного некислотного водорода, который связан не с атомом кислорода, а непосредственно с атомом фосфора. Поэтому формулу фосфористой кислоты правильно писать Н2[Р03Н] или НР(0)(0Н)2 (рис. 24.5).
Рис. 24.5.Структура фосфористой кислоты
Соответственно этой формуле фосфористая кислота является двухосновной кислотой и дает два ряда солей — однозамещенные NaHPO;tH и двух- замещенные Na2P03H. Соли называются фосфитами.
Фосфит-ион имеет формулу НРО|», а не Р()3 . Наоборот, в триэфирах фосфористой кислоты, подобно тригалогенидам, фосфор образует только
три связи, что соответствует структуре
Таким образом, для фосфористой кислоты можно предположить наличие двух таутомерных форм (рис. 24.6). Из них самой кислоте соответствует структура (I), а ее производным — эфирам — структура (II).
Рис. 24.6.Таутомерные формы фосфористой кислоты
Фосфористая кислота обладает как окислительными, так и восстановительными свойствами:
Фосфористая кислота способна и к реакции диспропорционирования, при этом образуются Н3Р04 и РН3:
Обычно фосфористую кислоту получают гидролизом РС13 или взаимодействием Р203 с водой (см. параграф 24.6).
Фосфорноватистая (гинофосфористая) кислота Н3Р02 содержит два некислотных атома водорода, непосредственно связанных с атомом фосфора:
Поэтому она является одноосновной кислотой, образующей гипофосфит-ион Н2Р07, следовательно, формулу этой кислоты правильно писать НН2Р02. Как сама кислота, так и гипофосфит-ион обладают сильными восстановительными свойствами, причем эти свойства выражены у иона сильнее:
При взаимодействии с металлами НН2Р02 проявляет типичные окислительные свойства, восстанавливаясь до РН3:
Если нагреть кристаллическую НН2Р02, то происходит реакция диспропорционирования:
Оксид фосфора(У) Р205 в парообразном состоянии имеет состав Р4О10. Молекулы Р4О10 состоят из четырех тетраэдров Р04, каждый из которых связан с тремя соседними через общие атомы кислорода:
В твердом состоянии он существует в нескольких модификациях, отличающихся расположением тетраэдров Р04.
РА представляет собой белоснежный кристаллический порошок, возгоняющийся при нагревании; очень жадно поглощает воду, образуя фосфорные кислоты:
Эта особенность Р205 позволяет широко использовать его в качестве эффективного водоотнимающего средства.
При низких температурах Р205 отнимает воду у азотной кислоты:
Р205 проявляет типичные свойства кислотных оксидов, вступая во взаимодействие с основными оксидами и гидроксидами:
Ортофосфорная кислота (фосфорная кислота) Н3Р04 — важнейшая кислота фосфора. Получают ее взаимодействием Р205 с водой:
Менее чистая кислота получается при действии H2S04 на Са3(Р04)2:
В лаборатории фосфорную кислоту можно получить окислением фосфора 30%-ной HN03:
Ортофосфорная кислота намного слабее серной и азотной кислот. Как правило, она устойчива и не обладает окислительными свойствами. Н3Р04 — трехосновная кислота, поэтому диссоциирует ступенчато:
Обычно преобладает первая ступень диссоциации.
В фосфорной кислоте все три атома водорода связаны с атомами кислорода. В твердой и жидкой Н3Р04 молекулы ассоциированы за счет водородных связей (рис. 24.7).
Рис. 24.7. Структура Н3Р04 в твердой и жидкой фазах
Безводная фосфорная кислота существует в виде белых кристаллов, легко растворимых в воде. Образует три вида солей: одно-, двух- и трехзаме- щенные фосфаты: дигидрофосфат натрия NaH2P04; гидрофосфат натрия Na2HP04; фосфат натрия Na:iP04.
Из солей фосфорной кислоты только фосфаты щелочных металлов хорошо растворимы в воде. Фосфор в фосфорной кислоте находится в состоянии наивысшего окисления. Это состояние является самой устойчивой его формой. Восстановление фосфорной кислоты до фосфора возможно только при высоких температурах.
Для распознавания солей орто-, мета- и дифоефорных кислот и их анионов пользуются реакцией с AgNO;j, образующим в присутствии Р04“ желтый осадок Ag3P04, а в присутствии Р.;0| и РО3 — белый осадок. Метафосфор- ную кислоту можно отличить от дифосфорной по их действию на белок, который в присутствии НР03 коагулирует.
Для распознавания иона НР04“ пользуются кроме AgNO:} еще и реакцией с Mg2 :
Анионы ортофосфорной кислоты могут быть связаны между собой кислородными мостиками (рис. 24.8). В образующихся полимерных структурах присутствуют фрагменты трех типов (I—III).
Рис. 24.8.Фрагменты полимерных структур ортофосфорной кислоты
Большое многообразие оксофосфатов объясняется тем, что тетраэдрические структурные единицы Р04 могут объединяться с соседними единицами Р()4 посредством одной, двух или трех вершин.
Полимерные анионы, имеющие циклическое строение, называют метафосфат-анионами, а линейные анионы — полифосфат-анионами.
Полифосфаты — это соли анионов, отвечающие общей формуле
Примером могут служить диполифосфат-иоп С2Оу» и триполифосфат-ион Р3°?о (Рис— 24.9).
Рис. 24.9.Структура полифосфатов:
а и б — диполифосфат-ионы; в — триполифосфат-ион
Метафосфаты — соли анионов общей формулы [Р„03п]»“, к ним относятся триметафосфат-ион и тетраметафосфат-ион (рис. 24.10).
Рис. 24.10.Структура метафосфатов:
а — триметафосфат-ион; б — тетраметафосфат-ион
Дифосфорная кислота (пирофосфорная кислота) образуется при постепенном нагревании ортофосфорной кислоты до 260°С:
Она представляет собой мягкую стекловидную массу, легко растворяющуюся в воде.
н4р207 является четырехосновной кислотой, которой соответствует структура
Ион Р207“ (см. рис. 24.9, б) построен из двух тетраэдров Р04 с одним общим кислородным атомом. Для этой кислоты характерны соли двух типов: кислые Ме2Н2Р207 и средние Ме4Р2От. Кислые соли обычно хорошо растворимы в воде, причем растворы показывают кислую реакцию. Из средних солей растворимы только соли наиболее активных металлов.
При нагревании пирофосфорной кислоты до 300°С постепенно образуются мегафосфорные кислоты (ПРО,), структуры анионов которых приведены выше (см. рис. 24.10). Из них наибольшее значение имеет тетраметафо- сфорная кислота Н4Р4012, которая может быть получена взаимодействием избытка Р205 с малым количеством воды.
В растворе Н4Р4012 постепенно присоединяет воду с образованием Н3Р04:
Биологическая роль фосфора. Фосфорорганические соединения участвуют в важнейших биохимических процессах организма. Без этих соединений не мог бы идти процесс обмена углеводов в ткани мозга. Фосфорсодержащий фермент фосфорилаза способствует не только распаду, но и синтезу полисахаридов в мозге. В процессе окисления углеводов в ткани мозга важную роль играют дифосфопиридиннуклеотид и неорганический фосфат.
В молекулах нуклеиновых кислот РНК и ДНК мононуклеотиды соединены между собой за счет остатков фосфорной кислоты. Нуклеиновые кислоты РНК и ДНК принимают участие в синтезе белка, передаче наследственных признаков и в других биохимических процессах, без которых просто немыслимо существование живого организма.
Соли фосфорной кислоты представляют собой ценные минеральные удобрения, производство которых является одной из важнейших задач химической промышленности. К их числу относятся удобрения — суперфосфат, двойной суперфосфат, преципитат, аммофос.
Суперфосфат — смесь CaS04-2H20 с Са(Н.,РО;1)2. Для получения суперфосфата природный фосфорит обрабатывается серной кислотой:
Двойной суперфосфат Ca(II.,PO;j), получают действием фосфорной кислоты на природный фосфат кальция:
Преципитат СаНРО^-Н.,0 нерастворим в воде, но растворяется в кислых почвах. Чистый преципитат употребляется в качестве фосфорноизвестковой добавки к корму скота. Получают его но уравнению реакции
Аммофос — смесь NH4H2PO, и (NH4)2HP04 — цепное удобрение, содержащее и азот, и фосфор. Получают взаимодействием аммиака с фосфорной кислотой.
Дигидрофосфат натрия NaH2P04 применяют в медицине при повышенной кислотности желудочного сока, при отравлении кислотами. Входит в состав препарата «Уродан».
Краткая характеристика оксида фосфора (v). формула оксида фосфора (v):
Оксид фосфора (V) – неорганическое вещество белого цвета.
Оксид фосфора (V) содержит четыре атома фосфора и десять атомов кислорода.
Химическая формула оксида фосфора (V) P4O10 и P2O5. Для простоты записи используют последнюю формулу.
В воде не растворяется, а взаимодействует с ней, образуя кислоты.
Кислотный оксид.
Модификации оксида фосфора (v):
Твердый оксид фосфора (V) склонен к полиморфизму. Существуют три формы-модификации оксида фосфора (V): H, O`, O и G формы-модификации.
| гексагональная H-форма | орторомбическая O`-форма | орторомбическая O-форма | G-форма | |
| Состояние вещества | Кристаллический вид | Кристаллический | Кристаллический вид | Стекловидный вид |
| Характер стабильности формы | Метастабильная форма | Стабильная форма | Метастабильная форма | |
| Другие характеристики | a=0,744 нм, угол = 87°, пространственная группа R3C | a=1,63 нм, b=0,814 нм, c=0,526 нм, пространственная группа Fdd2 | a=0,923 нм, b = 0,718 нм, c = 0,494 нм, пространственная группа Pnam |
H-форма переходит в O-форму при 300-360 °C (процесс заканчивается при 378 °C).
Обзор кислородных соединений
При горении твёрдого фосфора образуется ряд веществ, на состав которых влияет концентрация кислорода в окружающем воздухе. Теоретически существует вероятность ряда метастабильных оксидов с общей формулой P4On, где коэффициент n лежит в интервале от 6 до 9.
Список номенклатуры соединений, которые индивидуально выделяются, но не имеют широкого практического применения, выглядит так:
- Монооксид тетрафосфора P4O. Образуется при сжигании фосфора в недостатке воздуха или кислорода. Имеет вид красно-бурых кристаллов с плотностью 1,891 грамм/куб. сантиметр, не растворяется в воде. Воспламеняется при 280 °C, при нагревании в атмосфере инертного газа разлагается на P и P2O5.
- Диоксид тетрафосфора P4O2 (P2O) существует в виде димера. Получается продуванием подогретого до 60 °C воздуха или чистого кислорода через раствор легковоспламеняющегося белого фосфора в тетрахлорметане CCl4. Его жёлто-красные кристаллы при атмосферном давлении устойчивы до 100 °C, а в условиях вакуума — до 135 °C. При нагревании разлагается и выделяет P, не растворяется в H2O (воде), C2H5OH (этаноле) и C3H6O (ацетоне), на воздухе окисляется до H3PO3. Высокие восстановительные способности по отношению к ионам Fe3 , Cu2 , Ag используются для очистки от примесей железа в экстракционном способе получения H3PO4.
- Октаоксид тетрафосфора P4O8. Образуется при низкотемпературном горении фосфора в ограниченном количестве воздуха как белые хлопья или кристаллы. В газообразном состоянии имеет вид димеров P8O16, в твёрдой фазе присутствуют агрегаты — от мономеров до тримеров. Вещество сохраняет устойчивость при температурах до 100 °C, возгоняется при 180 °C, при нагревании выше 400 °C в чистом кислороде окисляется до P4O10. Кристаллы расплываются на воздухе, хорошо растворяются в воде, но стойки к органическим растворителям. Водные растворы содержат равное количество молей H3PO3 и HPO3 и с трудом окисляются до H3PO4.
- Триоксид (пероксид) фосфора PO3. Некоторые данные сообщают о существовании форм P2O6 или P4O11. Твёрдое вещество имеет фиолетовый цвет, обусловленный примесями. Образуется из паров P4O10 в условиях вакуума при воздействии электрического разряда и сохраняет стабильность до 150 часов при отсутствии влажности и нормальной температуре. Разлагается с выделением O2 при 127 °C, при гидратации даёт пероксофосфорную или пероксопирофосфорную кислоту, вступает в реакции с оксидами многих металлов с образованием солей — пероксофосфатов.
Наиболее устойчивы, даже в парах остаются димерами и имеют для нужд химии практическую ценность Р2О3 — трёхвалентный оксид фосфора и Р2O5 — пятивалентный оксид фосфора. Физические свойства и основные характеристики приведены в таблице:
| Наименование систематическое | Традиционное название | Химическая формула | Молярная масса, грамм/моль | Плотность, грамм/куб. см | Состояние |
| оксид фосфора (III) | фосфористый ангидрид или гексаоксид тетрафосфора | P2O3 | 219,89 | 2,135 | белые хлопья или кристаллы |
| оксид фосфора (V) | фосфорный ангидрид или пентаоксид фосфора | P2O5 | 141,94 | 2.39 | белый порошок |
Общие сведения о валентности фосфора
Фосфор образует несколько аллотропических изменений: белый, красный и черный фосфор.
В чистом виде белый фосфор совершенно бесцветен и прозрачен; технический белый фосфор окрашен в желтоватый цвет и по внешнему виду похож на воск. Плотность 1,83 г/см3. На холоду белый фосфор хрупок, но при температуре выше 15oС становится мягким и легко режется ножом.
Красный фосфор состоит из нескольких форм, являющихся полимерными веществами, состав которых до конца не изучен. Медленно окисляется на воздухе, не светится в темноте, неядовит. Плотность 2,0-2,4г/см3. При нагревании сублимируется. При охлаждении паров красного фосфора получается белый фосфор.
Черный фосфор образуется из белого путем его нагревания под высоким давлением при 200-220oС. По внешнему виду похож на графит, жирный на ощупь. Плотность – 2,7г/см3. Полупроводник.
Оксид фосфора (v), свойства, получение, химические реакции.
Оксид фосфора (V) – неорганическое вещество, имеет химическую формулу P4O10 и P2O5.
Краткая характеристика оксида фосфора (V)
Модификации оксида фосфора (V)
Физические свойства оксида фосфора (V)
Получение оксида фосфора (V)
Химические свойства оксида фосфора (V)
Химические реакции оксида фосфора (V)
Применение и использование оксида фосфора (V)
Определение и формула оксида фосфора 5
Также существует в аморфном (в виде хлопьев) и стеклообразном состоянии. При нагревании кристаллический оксид фосфора (V) возгоняется. Плавится только под избыточным давлением, переходит в легкоподвижную жидкость.
При дальнейшем нагревании полимеризуется, при охлаждении жидкости образуется стеклообразный продукт. Температура плавления 422oC, кипения 591oC.
Проявляет кислотные свойства, энергично реагирует с водой и щелочами.
Получение оксида фосфора (v):
Оксид фосфора (V) получают путем сжигания фосфора в избытке кислорода или воздуха.
P4 5O2 → P4O10 (t = 34-60 °C).
Готовый продукт состоит из смеси разных форм P4O10.
Применение и использование оксида фосфора (v):
Оксид фосфора (V) используется как осушитель газов и жидкостей в органическом синтезе.
Примеры решения задач
| Задание | Составьте формулу соединения натрия, фосфора и кислорода, если массовые доли элементов в нём: ω(Na) = 34,6%, ω(P) = 23,3%, ω(O) = 42,1%. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100% Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (натрий), «у» (фосфор), «z» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел): x:y:z = ω(Na)/Ar(Na) : ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O); x:y:z= 34,6/23 : 23,3/31: 42,1/16; x:y:z= 1,5 : 0,75: 2,63 = 2 : 1 : 3 Значит формула соединения натрия, фосфора и кислорода будет иметь вид Na2PO3. |
| Ответ | Na2PO3 |
| Задание | Какова молекулярная формула спирта, если массовые отношения m(C):m(H):m(O) = 3:1:4 и относительная молекулярная масса Mr = 32? |
| Решение | Для того, чтобы узнать, в каких отношениях находятся химические элементы в составе молекулы необходимо найти их количество вещества. Известно, что для нахождения количества вещества следует использовать формулу: n = m / M Найдем молярные массы углерода, водорода и кислорода (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Известно, что M = Mr, значит M(C) = 12 г/моль, М(H) = 1 г/моль, а M(O) = 16 г/моль. Тогда, количество вещества этих элементов равно: n (C) = m (C) / M (C); n (C) = 3 / 12 = 0,25 моль n (H) = m (H) / M (H); n (H) = 1 / 1 = 1 моль n (O) = m (O) / M (O); n (O) = 4 / 16 = 0,25 моль Найдем мольное отношение: n(C) :n(H):n(O) = 0,25 : 1 : 0, 25 = 1 :4 : 1, т.е. формула соединения спирта имеет вид CH3OH. Это метанол |
| Ответ | CH3OH |
Природные соединения
В природе фосфор встречается в виде следующих соединений:
- 3Ca3(PO4)2*CaCO3*Ca(OH,F)2 — фосфорит
- Ca10(PO4)6(F,Cl,OH)2 — апатит
Получение
В промышленности фосфор получают в ходе сплавления фосфата кальция, песка и угля.
Ca3(PO4)2 SiO2 C → (t) CaSiO3 P CO
Химические свойства
Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Активность также определяется аллотропной модификацией: наиболее активен белый
фосфор, излучающий видимый свет из-за окисления кислородом.
В жидком и газообразном состоянии до 800 °C фосфор состоит из молекул P4. Свыше 800 °C молекулы P4 распадаются до
P2.
Соли фосфорной кислоты
Соли фосфорной кислоты получаются в ходе реакции ортофосфорной кислоты и оснований.
3Ca(OH)2 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 6H2O
Фосфаты являются хорошими удобрениями, которые повышают урожайность. Перечислим наиболее значимые:
- Фосфоритная мука — Ca3(PO4)2
- Простой суперфосфат — смесь Ca(H2PO4)2*H2O и CaSO4
- Двойной суперфосфат — Ca(H2PO4)2*H2O
- Преципитат — CaHPO4*2H2O
- Костная мука — продукт переработки костей домашних животных Ca3(PO4)2
- Аммофос — в основном состоит из моноаммонийфосфата — NH4H2PO4
Составь формулу соединения фосфора (v) с кислородом. в формуле на первом месте запиши химический знак фосфора, а на втором — химический знак кислорода. если индекс равен 1, то ячейку для него оставь пустой.
В формуле на первом месте запиши химический знак фосфора, а на втором — химический знак кислорода. Если индекс равен 1, то ячейку для него оставь пустой.
Тестовые задания рудзитис и фельдман 8 класс параграф 16
1. Формула одного из оксидов фосфора P2O5. Валентность фосфора в этом соединении равна:
1) 2; 2) 3; 3) 4; 4) 5.
В этом оксиде 5 атомов кислорода с валентностью 2, значит, общее число единиц валентности кислорода: 5*2 = 10. Тогда число единиц валентности фосфора (в оксиде 2 атома фосфора): 10 / 2 = 5
Ответ: 4) 5.
2. Установите соответствие между химической формулой соединения и валентностью серы в этом соединении.
Ответы: 1) – В; 2) – А; 3) – Б.
1. Что такое валентность химических элементов? Поясните, почему валентность водорода принята за единицу?
2. При взаимодействии магния с водой один атом магния замещает два атома водорода в молекуле воды. Какова валентность магния?
3. Выпишите элементы, имеющие постоянную валентность, равную I: Na, Cu, S, K, H, Cl.
4. Выпишите элементы, имеющие постоянную валентность, равную II: Ca, Na, O, S, Ba, Fe.
5. Определите валентность металлов в следующих оксидах: CuO, Cu2O, Na2O, Al2O3, FeO, Fe2O3.
Физические свойства оксида фосфора (v). масса, цвет, плотность, температура и пр.:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула оксида фосфора (V) | P4O10 и P2O5 |
| Синонимы и названия иностранном языке | phosphorus (V) oxide (англ.) тетрафосфора декаоксид (рус.) фосфора пентаоксид (рус.) фосфорный ангидрид (рус.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | белые тригональные кристаллы |
| Цвет оксида фосфора (V) | белый |
| Вкус | —* |
| Запах | — |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность H-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2300 |
| Плотность H-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,3 |
| Плотность O`-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 3000 |
| Плотность O`-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 3,0 |
| Плотность O-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2720 |
| Плотность O-формы (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,72 |
| Температура сублимации H-формы, °C | 340,5 |
| Температура кипения O`-формы, °C | 605,5 |
| Температура кипения O-формы, °C | 605,5 |
| Температура плавления H-формы, °C | 420,5 (0,48 МПа) |
| Температура плавления O`-формы, °C | 580,5 (74 кПа) |
| Температура плавления O-формы, °C | 562 (58 кПа) |
| Молярная массаоксида фосфора(V), P2O5, г/моль | 141,94 |
| Молярная массаоксида фосфора (V), P4O10, г/моль | 283,88 |
Примечание:
* — нет данных.
Фосфористый ангидрид
Относится к бинарным неорганическим соединениям, имеет формулу P2O3 и представлен в виде димеров Р4О6. В основе молекулярной структуры лежит тетраэдр, где парные атомы фосфора разделяются атомом кислорода. Получение оксида фосфора (III) происходит при медленном окислении или горении элементарного фосфора в условиях дефицита воздуха или кислорода. Реакция записывается следующими формулами:
4P 3О2 = 2P2О3
При нормальной температуре, влажности и давлении вещество имеет вид белой воскообразной массы, плавящейся уже при 23,8 °C и легко возгоняющейся. Оно обладает неприятным запахом и очень ядовито, без труда растворяется в воде и органических растворителях, на свету неустойчиво и со временем приобретает сначала жёлтый, а затем красный цвет.
Как типичный представитель класса кислотных оксидов, при растворении в холодной воде даёт фосфористую кислоту. Реакция такова:
Р2О3 3H2О =2H3PO3
При взаимодействии с горячей водой диспропорционирование протекает довольно интенсивно, образуются соединения фосфора с разными степенями окисления:
2Р2О3 6Н2О = PH3 3H3PO4.
Реакция термического разложения в вакууме при температурах от 210 до 250 °C позволяет получить октаоксид тетрафосфора и красный фосфор:
4P4O6 = 3P4O8 4P.
Гидроксиды металлов (щёлочи) реагируют с фосфористым ангидридом и образуют соли фосфористой кислоты:
Р2О3 4KOH = 2K2HPO3 Н2О.
При взаимодействии с кислородом воздуха и галогенами выступает в роли восстановителя. В первом случае образуется фосфорный ангидрид:
Р2О3 O2 = Р2О5,
во втором — галогеноводород и ортофосфорная кислота:
Р2О3 2F2 5Н2О = 4HF 2H3PO4.
Малоактивные металлы при помощи фосфористого ангидрида легко восстанавливаются из растворов их соединений:
2P2O3 4HgCl2 10H2O = 4H3PO4 4Hg 8HCl.
Оксид фосфора (III) нашёл применение в лабораторной практике в качестве осушающего средства.
Фосфорные кислоты
Существует несколько кислородсодержащих фосфорных кислот:
- Ортофосфорная кислота — H3PO4 (трехосновная кислота, соли — фосфаты PO43-)
- Метафосфорная кислота — HPO3 (одноосновная кислота, соли — метафосфаты PO3—)
- Фосфористая — H3PO3 (двухосновная кислота, соли — фосфиты HPO32-)
- Фосфорноватистая — H3PO2 (одноосновная кислота, соли гипофосфиты — H2PO2— )
Фосфорноватистая кислота способна вытеснять из солей малоактивные металлы, при этом превращаясь в ортофосфорную кислоту.
CuSO4 H3PO2 H2O → Cu H2SO4 H3PO4
Химические свойства оксида фосфора (v). химические реакции оксида фосфора (v):
Оксид фосфора (V) относится к кислотным оксидам.
Химические свойства оксида фосфора (V) аналогичны свойствам кислотным оксидов других неметаллов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция оксида фосфора (V) и белого фосфора:
3P4O10 2P4 → 5P4O6 (t = 50 °C).
В результате реакции образуются оксид фосфора (III).
2. реакция оксида фосфора (V) и натрия:
3P4O10 16Na → 10NaPO3 2Na3P (t = 300-400 °C).
В результате реакции образуются соли – метафосфат натрия и фосфид натрия.
3. реакция оксида фосфора (V) и лития:
3P4O10 16Li → 10LiPO3 2Li3P (t = 300-400 °C).
В результате реакции образуются соли – метафосфат лития и фосфид лития.
4. реакция оксида фосфора (V) и фтора:
P4O10 6F2 → 4POF3 3O2 (t = 100 °C).
В результате реакции образуются оксид-трифторид фосфора(V) и кислород.
5. реакция оксида фосфора (V) с водой:
P4O10 6H2O → 4H3PO4 или P2O5 3H2O → 2H3PO4,
P4O10 2H2O → 4HPO3 или P2O5 H2O → 2HPO3.
В результате реакции образуются кислоты: в первом случае – ортофосфорная кислота, во втором – метафосфорная кислота.
6. реакция оксида фосфора (V) с оксидом кальция:
CaO P2O5 → Ca(PO3)2,
2CaO P2O5 → Ca2P2O7,
3CaO P2O5 → Ca3(PO4)2 (t°).
В результате реакции образуется соль, в первом случае – метафосфат кальция, во втором – дифосфат кальция, в третьем – фосфат кальция.
7. реакция оксида фосфора (V) с оксидом натрия:
3Na2O P2O5 → 2Na3PO4.
В результате реакции образуется соль – ортофосфат натрия.
8. реакция оксида фосфора (V) с оксидом бора:
2B2O3 P4O10 → 4BPO4 (t°).
В результате реакции образуется соль – фосфат бора.
9. реакция оксида фосфора (V) с гидроксидом натрия:
P4O10 12NaOH → 4Na3PO4 6H2O или P2O5 6NaOH → 2Na3PO4 3H2O.
В результате реакции образуется соль – ортофосфат натрия и вода. Гидроксид натрия – разбавленный раствор.
10. реакция оксида фосфора (V) с плавиковой кислотой:
P4O10 3HF → POF3 3HPO3 (t = 120-170 oC).
В результате химической реакции получается оксид-трифторид фосфора и метафосфорная кислота.
11. реакция оксида фосфора (V) с бромистым водородом (бромоводородом):
P4O10 3HBr → POBr3 3HPO3 (t = 200 oC).
В результате химической реакции получается оксид-трибромид фосфора и метафосфорная кислота.
12. реакция оксида фосфора (V) с азотной кислотой:
4HNO3 P4O10 → 2N2O5 4HPO3 или 2HNO3 P2O5 → N2O5 2HPO3 (t = -10 oC).
В результате химической реакции получается оксид азота и метафосфорная кислота.
13. реакция оксида фосфора (V) с ортофосфорной кислотой:
P4O10 8H3PO4 → 6H4P2O7 (t = 80-100 oC).
В результате химической реакции получается дифосфорная кислота. Ортофосфорная кислота – концентрированный раствор.
14. реакция оксида фосфора (V) с пероксидом водорода:
P4O10 8H2O2 → 4H3PO2(O2)2 2H2O (t = -20 oC).
В результате химической реакции получается дипероксодиоксофосфата водорода и вода. Пероксид водорода – безводный.
15. реакции оксида фосфора (V) с органическими веществами:
Оксид фосфора (V) реагирует с амидами, превращая их в нитрилы, а также со спиртами, эфирами, фенолами и другими органическими соединениями, при этом образуются фосфорорганические соединения.