Фосфор: степени окисления в химии
Содержание
Фосфор в химии — один из важнейших химических элементов. Изучению его химических, физических характеристик, методов получения необходимо уделить особое внимание при подготовке к ЕГЭ по химии. Особенно с учетом того, что в последние годы экзаменационное испытание по химии отличается чрезмерной сложностью заданий.
При подготовке к экзамену необходимо делать упор на повышение уровня знаний школьника. Этому способствует изучение теории, отработка практических навыков путем решения задач и отслеживание динамики обучения.
Подобный подход позволит избежать во время тестирования ошибок прежних выпускников.
Характеристика фосфора
Это простое химическое вещество желтоватого оттенка, которое находится в основной подгруппе V группы и в III периоде Таблицы Д. И. Менделеева.
Вещество способно существовать в форме нескольких аллотропных модификаций. Химические и физические свойства неметаллов фосфора обусловлены их формой:
- Белый — химически активный вид вещества. Обладает молекулярной кристаллической решеткой. В узлах решетки находятся четырехатомные электрически нейтральные частицы тетраэдрического строения. Он мягкий, быстро плавится и кипит без разложения. Элемент обладает характерным чесночным ароматом. При взаимодействии с кислородом окисляется и светится зеленым. Ядовит даже в небольших дозах. Не растворяется в воде. В сероуглероде растворим. При повышенной температуре или в процессе трения воспламеняется. Необходимо хранить и резать под водным слоем. Отличается высокой химической активностью. Ковалентная связь фосфора неполярная.
- Красный фосфор — сложноструктурный полимер. По методу получения и степени дробления бывает пурпурно-красного или фиолетового оттенка. Не светится в темноте, без запаха, не токсичен, не растворим в сероуглероде. Нет риска самовоспламенения при трении, ударе или на воздухе. При интенсивном нагревании в безкислородной средематериал возгоняется и оседает в виде белого фосфора.
- Черный — самая стабильная и наименее активная химически форма вещества. Образуется при нагревании белого элемента под высоким давлением до температуры 220С0. Отличается слоистой структурой. Внешне напоминает графит. Обладает черным цветом с металлическим блеском. На ощупь жирный, не растворим в воде и органических растворителях. Является полупроводником. Не токсичен. Химическая активность снижена. Устойчив при контакте с кислородом. В процессе нагревания трансформируется в красное вещество.
В билетах ЕГЭ по химии непременно встречается просьба назвать свойства фосфора белого и красного. Поэтому необходимо их запомнить
У фосфора формула отличается в зависимости от аллотропной модификации. Белый имеет молекулярную кристаллическую решётку и формулу — P4, а красный атомное строение и обозначается, как Рn.
В природных условиях вещество встречается только в виде соединений: апатитов, фосфоритов и т. д. При нормальных условиях оно проявляет высокую химическую активность.
Какие степени окисления проявляет фосфор
Как химический элемент, расположенный в V группе, фосфор способен иметь различные степени окисления. Максимальная валентность вещества — 5. Она соответствует номеру группы.
Минимальный показатель равен 3. Рассчитывается следующим образом: их общего числа групп вычитается номер группы, в которой числится химический элемент. Следовательно, у фосфора степени окисления: +5, +3 и -3. Переходная степень — +1. Существуют соединения, в которых вещество будет иметь специфический показатель.
Электронное строение
В основном состоянии электронная конфигурация вещества следующая:
Атом элемента содержит на внешнем энергетическом уровне 3 неспаренных субатомных частицы и одну не поделенную электронную пару в основном состоянии. Атом способен формировать три связи по обменному механизму. В отличие от азота он способен перемещаться в состояние возбуждения.
Фосфор в возбужденном состоянии имеет следующую электронную конфигурацию:
Один электрон в фосфоре из не поделенной электронной пары на 3s-орбитали перемещается на 3d-орбиталь. В рассматриваемом состоянии валентность атома равна V.
Как получить фосфор
В промышленных условиях происходит получение фосфора из фосфата кальция. В качестве сырья используются фосфориты и фторапатиты. Методика базируется на реакции восстановления. В качестве химического реагента применяется кокс. Для связи соединений кальция в реакционную систему используется кварцевый песок.
Процесс необходимо осуществлять в электропечах в безкислородной среде. Наличие примесей придает химическому элементу характерный желтый оттенок.
Фосфор в химии является одним из ключевых элементов, поскольку играет важную роль в процессах жизнедеятельности живых организмов.
Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:
