Строение атома
Атомный номер фосфора — 15, что означает наличие 15 протонов и 15 электронов.
Электронная конфигурация фосфора: .
Фосфор относится к VA-группе элементов, его валентные электроны находятся на третьем энергетическом уровне.
Фосфор — типичный неметалл с относительно низкой электроотрицательностью по сравнению с кислородом и азотом.
Для завершения внешнего уровня фосфору требуется три электрона, что обуславливает его химические свойства.
Нахождение в природе
Фосфор в свободном состоянии не встречается из-за своей высокой реакционной способности.
Наиболее распространены фосфаты: минералы апатит (Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)) и фосфорит (Ca3(PO4)2).
Соединения фосфора играют ключевую роль в биологических процессах: они входят в состав ДНК, РНК, АТФ и мембранных фосфолипидов.
В промышленности фосфор получают восстановлением фосфатов углем в электрической печи.
Известны аллотропные модификации фосфора: белый, красный и черный.
Химические свойства фосфора
Окислительные свойства: Фосфор взаимодействует с металлами, образуя фосфиды (Ca3P2) и оксиды (P2O3, P2O5).
Восстановительные свойства: В атмосфере хлора фосфор образует хлорид (PCl5), а с кислородом — оксиды.
Белый фосфор активно окисляется кислородом даже при комнатной температуре, что приводит к его самовоспламенению.
Красный фосфор менее реакционноспособен, но также взаимодействует с галогенами и кислородом.
Соединения фосфора
Оксиды фосфора:
P2O3 — слабый кислотный оксид, взаимодействует с водой с образованием фосфористой кислоты (H3PO3).
P2O5 — сильный кислотный оксид, образует ортофосфорную кислоту (H3PO4).
Ортофосфорная кислота: широко используется в промышленности для получения минеральных удобрений и антикоррозийных покрытий.
Соли фосфорных кислот (фосфаты): применяются в медицине, пищевой промышленности и производстве удобрений.
Применение фосфора
Фосфор используется для производства удобрений (суперфосфаты, аммоний фосфорнокислый).
Красный фосфор — компонент спичечных головок и пиротехники.
Соединения фосфора находят применение в металлургии, медицине и производстве синтетических материалов.