фосфор

ФОСФОР (лат. phosphorus, от греч. phosphoros, букв.- светоносный), Р-хим. элемент V группы периодич. системы элементов, ат. номер 15, ат. масса 30,97376. В природе представлен одним ³¹Р. Конфигурация внеш. электронных оболочек 3s²p³. Энергии последоват. ионизации 10,486; 19,76; 30,16; 51,36 и 65,02 эВ. Сродство к электрону 0,8 эВ. Радиус атома Р 134, ионов Р^3-, Р³⁺ и Р⁵⁺ соответственно 186; 44 и 35 пм. Значение электроотрицательности 2,1.

Ф.- типичный неметалл. Известно неск. его аллотропных модификаций, наиб. важны белый (его иногда наз. жёлтым), красный и чёрный Ф. При условиях, близких к нормальным, стабилен чёрный Ф., однако в этих условиях довольно длит. время могут существовать белый и красный Ф. (вследствие низкой скорости фазовых переходов).

Белый Ф. состоит из молекул Р₄. При темп-pax выше - 76,9 °С устойчива a-модификация белого Ф. с параметром кубич. решётки а= 1,851 нм, а при более низких темп-pax и давлениях 12 ГПа и выше устойчива b-модификация с параметром кубич. решётки а = 0,2377 нм. При нагревании без доступа воздуха до 250-300 °С белый Ф. превращается в полимерный красный Ф. (цвет варьирует от алого до кирпичного в зависимости от условий перехода). Можно получить и кристаллич. красный Ф., напр. его кристаллизацией из расплава в свинце (т. н. фосфор Гитторфа). При 200-220 °С и давлениях 1,2-1,7 ГПа белый Ф. переходит в чёрный, имеющий ромбич. решётку с параметрами а = 331 пм, b= 438 пм и с= 1050 пм. Структура чёрного Ф. напоминает слоистую структуру графита. Белый и красный Ф--диэлектрики, чёрный-полупроводник (при 25 °С ширина запрещённой зоны 0,33 эВ).

Белый Ф. (a-модификация)-серое или жёлтое воско-образное вещество, к-рое люминесцирует в процессе медленного окисления на воздухе (светится в темноте). Плотн. 1,828 кг/дм³, t_пл = 44,14°С, t_кип = 257 °С (по др. данным, 280,5 °С). Уд. теплоёмкость с_р = 23, 8 Дж/(моль^.К), теплота плавления 0,66 кДж/моль. Уд. электрич. сопротивление белого Ф. 1540 МОм^.м. Диамагнитен, магн. восприимчивость c=-0,86^.10^-9 . Белый Ф. самовоспламеняется при 44 °С; при его горении образуется густой белый дым, а сам Ф. разбрызгивается. Поэтому его хранят под слоем воды (в воде он не растворяется, хорошо растворим в сероуглероде, слабо - в спирте, бензоле и др.).

Плотность красного Ф. 2,0-2,4 кг/дм³. При обычных давлениях и нагревании не плавится, а сублимирует (в газовой фазе состоит из молекул Р₄); при давлениях в неск. МПа и темп-рах 585-610 °С плавится. Красный Ф. нерастворим в воде и органич. растворителях. Плотность чёрного Ф. 2,70 кг/дм³, его уд. электрич. сопротивление 15 МОм^.м.

Химически наиболее активен белый Ф., красный и особенно чёрный Ф. имеют низкую хим. активность. Ф. обычно проявляет степени окисления -3, +3 и +5 (наиб. устойчива). При окислении на воздухе образуется белый снегообразный оксид Р₂О₅, являющийся хорошим влаго-поглотителем. Со мн. металлами Ф. образует фосфиды. Входит в состав мн. биологически важных соединений (АТФ, аденозинтрифосфорной к-ты, фосфопротеинов и др.).

Ф. используют для легирования сталей. Фосфиды индия, галлия и др.- полупроводниковые материалы. Красный Ф. неядовит (применяется в производстве спичек и для др. целей), белый Ф.- высокотоксичен. Для удаления остатков белого Ф. используют водный раствор медного купороса СuSO ₄. В качестве радиоакт. индикатора применяют b^--радиоактивный С. С. Бердоносов.

   <<      Предметный указатель      >>