Соединения фосфора
презентация к уроку химии (9 класс) по теме

Кириллова

Маргарита Алексеевна

учитель химии лицея № 369

Красносельского района

Строение атома фосфора.

Строение оксида фосфора (V) и

его физические свойства.

Получение и химические свойства.

Строение молекулы фосфорной кислоты.

Физические свойства.

История открытия фосфорной кислоты.

Способы получения.

Химические свойства.

Фосфаты.

Фосфорная кислота в природе.

Применение.







Р заряд ядра= +15 31P

Электронная конфигурация:




Р

Р*

(стационарное)

(возбужденное)

Типичные степени окисления

-3

0

+3

+5

Примеры

PH3

P4

P2O3

P2O5

1s22s2 2p6 3s1 3p3 3d1

1s2 2s2 2р6 3s2 3p3

Н

: Р: Н

Н

∙∙

∙∙

Атом фосфора находится в состоянии

sp3-гибридизации. Угол 109028’.

Образуется три связи - молекула имеет

пирамидальную форму. На четвертой орбитали находится неподеленная

пара электронов.

Бесцветный газ.

Ядовитый.

Имеет чесночный запах.

Получают фосфин действием воды на фосфид кальция:

3Са + 2Р = Са3Р2

Са3Р2 + 6Н2О = 3Са(ОН)2 + 2РН3↑




Фосфин самовоспламеняется на воздухе:

2РН3 + 4О2 = Р2О5 + 3Н2О

Фосфин менее прочное соединение, чем аммиак и

обладает более слабыми основными свойствами.

Реагирует только с очень сильными кислотами,

образуя соли, в состав которых входит ион фосфония:

РН3 + HI = PH4I - иодид фосфония

Белый порошок.

Мелкокристаллический.

Рыхлый.

Очень гигроскопичный.

Возгоняется при 3600С.

t плав. 4220С.

t кип. 4910С.

Молекулярная модификация оксида фосфора (V)

построена из молекул Р4О10, представляющих собой

четыре тетраэдра, соединенных друг с другом общими

вершинами.

При плавлении некоторые связи разрываются

и они превращаются в полимер, состоящий из

тетраэдров РО4, объединенных в слои.

Оксид фосфора (V) образуется при сгорании фосфора:

4Р + 5О2 = 2Р2О5

Это - кислотный оксид.

Энергично взаимодействует с водой. При этом образуется

смесь фосфорных кислот, которые при кипячении

переходят в ортофосфорную кислоту:

Р2О5 + Н2О = 2НРО3 - метафосфорная кислота

Р2О5 + 2Н2О = Н4Р2О7 - дифосфорная кислота

Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 - ортофосфорная кислота

Взаимодействует с основаниями:

Р2О5 + 3Са(ОН)2 = Са3(РО4)2 + 3Н2О

Взаимодействует с основными оксидами:

Р2О5 + 3СаО= Са3(РО4)2

О - Н

О = Р

О - Н

Атом фосфора образует одну

π-связь и четыре σ-связи. Он

находится в состоянии sp3-гибридизации.

Молекула имеет тетраэдрическую форму.

Бесцветные кристаллы ромбической

формы.

Гигроскопична.

Температура плавления 42,30С.

После плавления образует вязкую

маслообразную жидкость

Молекулы не диссоциированы,

водородными связями объединены в

макромолекулярную структуру.

С водой смешивается в любых

соотношениях.

При растворении образуются

водородные связи с молекулами воды.

Фосфорную кислоту открыл Р. Бойль

с помощью индикаторов: сжигая фосфор и растворяя образовавшийся белый продукт в воде он получил неизвестную химикам кислоту. По исходному веществу он назвал её фосфорной.

Технически фосфорную кислоту впервые получили более 100 лет назад разложением низкокачественных фосфоритов разбавленной (5-10% ) серной кислотой.

Существенным шагом вперед в производстве фосфорной кислоты был переход к установкам непрерывного действия.

Термический способ:

Ca3(PO4)2 → P → P2O5 → H3PO4

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 5CO + 2P

4P + 5O2 = 2P2O5

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

Экстракционный способ:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H2PO4 + 2CaSO4↓

Диссоциирует ступенчато:




H3PO4 H+ + H2PO4- К1 = 7,6∙10-3

дигидрофосфат-ион




H2PO4- H+ + HPO42- К2 = 6,2∙10-8

гидрофосфат-ион

HPO42- H+ + PO43- К2 = 4,4∙10-13

Изменяет окраску индикаторов.

При взаимодействии с основаниями образует три ряда

солей:

H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O

H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O

H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

С основными оксидами:

3MgO + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2 + 3H2O




5. Реакции с металлами тормозятся образованием

нерастворимых фосфатов:

3Mg + 2H3PO4 = Mg3(PO4)2↓ + 3H2↑




При нагревании ортофосфорная кислота теряет воду,

превращаясь в дифофсфорную, а затем - в

полифосфорную кислоту:

2H3PO4 = H4P2O7 + Н2О

С солями более слабых и летучих кислот:

3Na2CO3 + 2H3PO4 = 2Na3PO4 + 3CO2↑ + 3H2O

Фосфаты - вещества с ионным типом кристаллической

решетки. Это - твердые кристаллические вещества.

Из средних фосфатов растворимы в воде только фосфаты

натрия, калия, рубидия и цезия.

Гидрофосфаты и дигидрофосфаты лучше растворимы в воде.

В водных растворах фосфатов происходит гидролиз по

аниону:

Na3PO4 + H2O Na2HPO4 + NaOH

PO43- + H2O HPO42- + OH-

3AgNO3 + Na3PO4 = 3NaNO3 + Ag3PO4↓

желтый осадок




3Ag+ + PO43- = Ag3PO4↓

Растения. Один из компонентов питания растений.

Фосфор используется для построения семян и плодов.

Животные. Кости, зубы, панцири, иглы, шипы состоят

из ортофосфата кальция.

Ортофосфорная кислота, образуя различные соединения с органическими веществами, активно участвует в процессах обмена веществ живого организма с окружающей средой. Производные фосфора содержатся в костях, мозге, крови, в мышечных и соединительных тканях организмов человека и животных. Особенно много ортофосфорной кислоты в составе нервных (мозговых) клеток, что позволило

А.Е. Ферсману, известному геохимику, назвать фосфор "элементом мысли". Весьма отрицательно (заболевание животных рахитом, малокровие, и др.) сказывается на состоянии организма понижение содержания в рационе питания соединений фосфора.

Производство минеральных удобрений:

повышают урожайность;

придают зимостойкость;

создают условия для быстрого созревания.

Производство кормовых добавок.

В пищевой промыщленности:

для придания кислого вкуса напиткам, мармеладам,

сиропам;

для осветления сахара;

гидрофосфаты кальция улучшают вкус булочек и хлеба.

Пропитка древесины делает ее негорючей. На этой основе

производятогнезащитные краски, негорючие

фосфодревесные плиты, другие строительные материалы.

Катализатор в органическом синтезе.

Как компонент антикоррозионных покрытий на металлах.