Mendeleev'in fosforu. Mendeleyev'in periyodik element tablosu - fosfor

"...Evet? Bir köpekti, kocaman, zifiri karanlık. Ama böyle bir köpek hiçbir zaman biz ölümlüler tarafından görülmedi. Açık ağzından alev fışkırdı, gözleri kıvılcımlar saçtı, yüzüne ve ensesine titrek alevler saçıldı. Hiç kimsenin iltihaplanmış beyninde, sisin içinden üzerimize atlayan bu cehennemi yaratıktan daha korkunç, daha iğrenç bir görüntü olamazdı... Genç bir dişi aslan büyüklüğünde korkunç bir köpek ortaya çıktı. Koca ağzı hâlâ mavimsi bir alevle parlıyordu, derinlere yerleşmiş vahşi gözlerinin ana hatları alevler içindeydi.

Bu parlak kafaya dokundum ve elimi çekerken parmaklarımın da karanlıkta parladığını gördüm. Fosfor, dedim.

Öğrendi? Arthur Conan Doyle. Baskerville'lerin Hound'u. Bu, Element 15'in dahil olduğu kötü hikaye.

Başka bir kötü hikaye

Hamburg simyacısı Henning Brand'in yeni bir element - fosfor keşfettiği andan üç yüz yıldan fazla bir süre bizi ayırıyor. Diğer simyacılar gibi, Brand da yaşlıların gençleştiği, hastaların iyileştiği ve adi metallerin altına dönüştüğü yaşam iksirini veya filozof taşını bulmaya çalıştı. İnsanların refahı için endişe değil, kendi çıkarları güdümlü Brand idi. Bu, yaptığı tek gerçek keşfin tarihindeki gerçeklerle kanıtlanmıştır.

Deneylerden biri sırasında idrarı buharlaştırdı, tortuyu kömür, kumla karıştırdı ve buharlaşmaya devam etti. Kısa süre sonra imbikte karanlıkta parlayan bir madde oluştu. Doğru, Kaltes Feuer (soğuk ateş) veya Brand'in dediği gibi "ateşim" kurşunu altına çevirmedi ve yaşlı insanların görünümünü değiştirmedi, ancak ortaya çıkan maddenin ısınmadan parlaması olağandışı ve yeniydi.

Marka, yeni “maddenin” bu özelliğinden yararlanmakta hızlı davrandı. Çeşitli ayrıcalıklı kişilere fosfor göstermeye, onlardan hediye ve para almaya başladı. Fosfor elde etmenin sırrını saklamak kolay değildi ve kısa süre sonra Brand onu Dresden kimyager I. .. Kraft'a sattı. Üretim reçetesi I. Kunkol ve K. Kirchmeier tarafından bilindiğinde fosfor göstericilerinin sayısı arttı. 1680'de, öncüllerinden bağımsız olarak, ünlü İngiliz fizikçi ve kimyager Robert Boyle tarafından yeni bir element elde edildi. Ama çok geçmeden Boyle öldü ve öğrencisi A. Gankwitz saf bir örümceğe ihanet etti ve "fosfor spekülasyonunu" yeniden canlandırdı. Sadece 1743'te A. Marggraf, fosfor elde etmek için daha mükemmel bir yöntem buldu ve verilerini genel bilgi için yayınladı. Bu olay Marka işine son verdi ve fosfor ve bileşikleri üzerine ciddi bir çalışmanın başlangıcı oldu.

Fosfor tarihinin ilk - elli yıllık - aşamasında, Boyle'nin keşfine ek olarak, bilim tarihinde sadece bir olay işaretlenir: 1715'te Gensing, beyin dokusunda fosfor varlığını tespit etti. Marggraf'ın deneylerinden sonra, yıllar sonra 15 numaraya ulaşan elementin tarihi, birçok büyük keşfin tarihi oldu.

Bu keşiflerin zaman çizelgesi

1769'da Yu. Gan, kemiklerin çok fazla fosfor içerdiğini kanıtladı. Aynı şey iki yıl sonra ünlü İsveçli kimyager K. Scheele tarafından da doğrulandı.

eşcinsellerin kavrulması sırasında oluşan külden fosfor elde etme yöntemi.

Birkaç yıl sonra, çeşitli doğal bileşikleri araştıran J.L. Proust ve M. Klaproth, fosforun yerkabuğunda, esas olarak kalsiyum fosfat formunda yaygın olduğunu kanıtladı.

Fosforun özelliklerini incelemede büyük başarı, 18. yüzyılın yetmişli yıllarının başlarında büyük Fransız kimyager Antoine Laurent Lavoisier tarafından elde edildi. Lavoisier, fosforu diğer maddelerle kapalı bir hava hacminde yakarak, fosforun — bağımsız bir element ve hava karmaşık bir bileşime sahiptir ve en az iki bileşenden oluşur - oksijen ve azot. "Böylece, ilk kez, kafasında duran tüm kimyayı flogiotik biçiminde ayaklarına koydu." F. Engels, Kapital'in ikinci cildinin önsözünde Lavoisier'nin yapıtları hakkında yazmıştı.

1799'da Dondonald, bitkilerin normal gelişimi için fosfor bileşiklerinin gerekli olduğunu kanıtladı.

1839'da başka bir İngiliz, Lauz, ilk olarak bitkiler tarafından kolayca emilen bir fosforlu gübre olan süperfosfat aldı.

1847'de Alman kimyager Schrötter beyaz fosforu ısıttı. havaya erişimi olmayan, 15 numaralı elementin yeni bir çeşidini (allotropik modifikasyon) aldı - kırmızı fosfor ve zaten XX yüzyılda, 1934'te Amerikalı fizikçi. Bridgman, yüksek basınçların çeşitli maddeler üzerindeki etkisini inceleyerek siyah, grafit benzeri bir fosfor izole etti. Bunlar, 15 numaralı elementin tarihindeki önemli kilometre taşlarıdır. Şimdi bu keşiflerin her birini takip eden şeyin izini süreyelim.

"1715'te Gansing, beyin dokusunda fosfor varlığını tespit etti... 1769'da Hahn, kemiklerin çok fazla fosfor içerdiğini kanıtladı."

Fosfor, nitrojenin bir analoğudur. Bu elementlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri çok güçlü olmasına rağmen; farklıdır, özellikle ortak noktaları vardır, bu elementlerin her ikisi de hayvanlar ve bitkiler için kesinlikle gereklidir. Akademisyen AE Fersman, fosforu "yaşamın ve düşüncenin bir unsuru" olarak adlandırdı ve bu tanımın edebi abartı olarak sınıflandırılması pek mümkün değil. Fosfor, kelimenin tam anlamıyla yeşil bitkilerin tüm organlarında bulunur: gövdelerde, köklerde, yapraklarda, ama en çok meyve ve tohumlarda. Bitkiler fosforu depolar ve hayvanlara sağlar.

Hayvanlarda fosfor esas olarak iskelet, kaslar ve sinir dokusunda yoğunlaşır.

İnsan gıda ürünlerinden tavuk yumurtasının sarısı özellikle fosfor açısından zengindir.

İnsan vücudu ortalama olarak yaklaşık bir buçuk kilogram element 15 içerir. Bu miktarın 1,4 kilogramı kemikler, yaklaşık 130 gramı kaslar ve 12 gramı sinirler ve beyindir. Vücudumuzda meydana gelen en önemli fizyolojik süreçlerin neredeyse tamamı, organofosfor maddelerin dönüşümleri ile ilişkilidir. Fosfor, kemiklerde esas olarak kalsiyum fosfat formunda bulunur. Diş minesi aynı zamanda bileşim ve kristal yapısında en önemli fosfor minerali olan apatit Ca 5 (PO 4) 3'e (F, CI) karşılık gelen bir fosfor bileşiğidir,

Doğal olarak, herhangi bir hayati element gibi, fosfor da doğada dolaşır. Bitkiler onu topraktan alır, bitkilerden bu element insan ve hayvan organizmalarına girer. Fosfor, dışkı ve çürüyen cesetlerle toprağa döner. Fosfor bakterileri organik fosforu inorganik bileşiklere dönüştürür.

Bununla birlikte, birim zamanda topraktan geri döndüğünden çok daha fazla fosfor çıkarılır. Dünya hasadı artık her yıl tarlalardan üç milyon tondan fazla fosfor alıyor.

Doğal olarak sürdürülebilir verim elde etmek için bu fosforun toprağa geri verilmesi gerekir ve bu nedenle 1964 yılında dünya fosforit üretiminin 58,5 milyon tona ulaşması şaşırtıcı değildir.

"... Proust ve Klaproth, fosforun yerkabuğunda, esas olarak kalsiyum fosfat formunda yaygın olduğunu kanıtladı."

Yerkabuğunda fosfor yalnızca bileşikler halinde bulunur. Esas olarak az çözünür.

fosforik asit tuzları; Katyon çoğunlukla bir kalsiyum iyonudur.

Fosfor, yer kabuğunun ağırlığının %0,08'ini oluşturur. Prevalans açısından 13. sırada yer almaktadır. tümünden elementler. Fosfor en az 190 mineralde bulunur ve bunların en önemlileri: fluorapatit — Ca 5 (PO 4) 3 F, hidroksilapatit — Ca 5 (PO 4) 3OH, fosforit — Ca 3 (PO 4) 2.

Daha az yaygın olan vivianit — Fe 3 (PO 4) 2 -8H20, monazit — (Ce, La) PO 4, ambligonit — LiAl (PO 4) F, trifilit — Li (Fe, Mn) PO 4 ve hatta daha az sıklıkla xenotmm — YPO 4 ve torbernit - Cu (UO 2) 2 [PO 4] 2 12H 2 O.

Fosfor mineralleri birincil ve ikincil olarak sınıflandırılır. Birincil, apatitler özellikle yaygındır ve genellikle magmatik kökenli kayaçlar arasında bulunur. Bu mineraller, yer kabuğunun oluşumu sırasında oluşmuştur.

Apatitlerden farklı olarak fosforitler, canlıların ölümü sonucu oluşan tortul kayaçlar arasında oluşur. Bunlar ikincil minerallerdir.

Demir, kobalt, nikel, fosfor fosfitleri şeklinde meteorlarda bulunur. Elbette bu ortak element deniz suyunda da mevcuttur (%6-10-6).

"Lavoisier, fosforun bağımsız bir kimyasal element olduğunu kanıtladı..."

Fosfor, ortalama aktiviteye sahip metal olmayan (eskiden metaloid olarak adlandırılan) bir maddedir. Fosfor atomunun dış yörüngesinde beş elektron vardır ve bunlardan üçü eşleşmemiştir. Bu nedenle 3-, 3+ ve 5 + değerleri gösterebilir.

Fosforun 5+ değerinde bir değer sergilemesi için, atom üzerinde, son yörüngenin eşlenmemiş iki çift elektronuna dönüşecek bir tür etki gereklidir.

Fosfor genellikle çok yönlü element olarak adlandırılır. Gerçekten de, farklı koşullar altında, oksitleyici veya indirgeyici özellikler göstererek farklı davranır. Fosforun çok yönlülüğü, çeşitli allotropik modifikasyonlarda olma yeteneğidir.

Belki de 15. elementin en ünlü modifikasyonu, balmumu kadar yumuşak beyaz veya sarı fosfordur. Onu keşfeden Brand'di ve özellikleri sayesinde element adını aldı: Yunanca'da "fosfor" ışıklı, ışıklı anlamına gelir. Beyaz fosfor molekülü, tetrahedral biçimde düzenlenmiş dört atomdan oluşur. Özgül ağırlık 1.83, erime noktası 44.1 ° С Beyaz fosfor zehirlidir, kolayca oksitlenir. Karbon disülfür, sıvı amonyak ve SO2, benzen, eter içinde eritelim. Neredeyse suda çözünür.

250 °C'nin üzerinde hava erişimi olmadan ısıtıldığında beyaz fosfor kırmızıya dönüşür. Bu zaten bir polimerdir, ancak çok düzenli bir yapı değildir. Kırmızı fosforun reaktivitesi beyazınkinden önemli ölçüde daha azdır. Karanlıkta parlamaz, karbon disülfidde çözünmez ve zehirli değildir. Yoğunluğu: çok daha fazlası, ince kristal yapı.

Daha az bilinen, fosforun diğer, hatta daha yüksek moleküler ağırlıklı modifikasyonlarıdır - mor, kahverengi ve siyah, moleküler ağırlık ve makromoleküllerin sıralanma derecesi bakımından birbirinden farklıdır. İlk olarak P. Bridgman tarafından yüksek basınç koşulları altında (200 ° C sıcaklıkta 200.000 atmosfer) elde edilen siyah fosfor, beyaz veya kırmızı fosfordan ziyade grafite benzer. Bu modifikasyonlar laboratuvarda egzotiktir ve beyaz ve kırmızı fosforun aksine henüz pratik uygulama bulamamışlardır.

Bu arada elementel fosforun kullanım alanları hakkında; ana tüketicileri kibrit üretimi, metalurji ve kimya endüstrileridir. Yakın geçmişte, ortaya çıkan temel fosforun bir kısmı askeri işletmelerde tüketildi, duman ve yanıcı bileşimlerin hazırlanmasında kullanıldı.

Metalürji uzmanları genellikle metaldeki fosfor safsızlığından kurtulmaya çalışırlar - bu mekanik özellikleri bozar, ancak bazen bileşime fosfor kasıtlı olarak eklenir. Bu, metalin katılaşma sırasında hafifçe genişlemesi ve formun ana hatlarını doğru bir şekilde algılaması gerektiğinde yapılır. Fosfor kimyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir kısmı, belirli organik müstahzarların sentezinde ihtiyaç duyulan fosfor klorürlerin hazırlanmasına gider; temel fosfor üretim aşaması, konsantre fosforlu gübrelerin üretimi için bazı teknolojik şemalarda da mevcuttur.

Şimdi bağlantıları hakkında.

Fosforik anhidrit P 2 O 5, havadan ve diğer maddelerden suyu hırsla emen mükemmel bir kurutucudur. P 2 O 5 içeriği, tüm fosfatlı gübrelerin değeri için ana kriterdir.

Başta ortofosforik H3P04 olmak üzere fosforik asitler ana kimya endüstrisinde kullanılır; Fosforik asitlerin tuzları, her şeyden önce, fosforlu gübreler (bunlar hakkında özel bir konuşma vardır) ve deterjan üretimi için gerekli olan alkali metallerin fosfatlarıdır.

Organik sentez endüstrisinde fosfor halojenürler (esas olarak klorürler PC1 3 ve PCl 5) kullanılır.

Hidrojenli fosfor bileşiklerinden en ünlüsü, sarımsak kokulu, oldukça toksik, renksiz bir gaz olan fosfin PH 3'tür.

Fosforlu bileşikler arasında organofosforlu bileşiklerin özel bir yeri vardır. Çoğu biyolojik aktiviteye sahiptir. Bu nedenle, bazı organofosfor bileşikleri ilaç olarak kullanılırken, diğerleri tarımsal zararlılarla mücadele aracı olarak kullanılmaktadır.

Bağımsız bir madde sınıfı fosfonitril klorürlerden oluşuyordu - azot ve klorlu fosfor bileşikleri. Fosfonitril klorür monomeri polimerizasyon yeteneğine sahiptir.Moleküler ağırlıktaki bir artışla, bu sınıftaki maddelerin özellikleri değişir, özellikle organik sıvılardaki çözünürlükleri belirgin şekilde azalır. Polimerin moleküler ağırlığı birkaç bine ulaştığında, kauçuksu bir madde elde edilir - şimdiye kadar hiç karbon içermeyen tek kauçuk. Moleküler ağırlıktaki daha fazla artış, sert plastik benzeri maddelerin oluşumuna yol açar. "Karbonsuz kauçuk" önemli bir termal stabiliteye sahiptir: sadece 350 ° C'de bozulmaya başlar.

"1839'da İngiliz Lauz ilk önce süperfosfat aldı - bitkiler tarafından kolayca özümsenen bir fosforlu gübre."

Bitkilerin fosforu özümsemesi için çözünür bir bileşik içinde bulunması gerekir. Bu bileşikleri elde etmek için, kalsiyum fosfat ve sülfürik asit, bir gram fosfat molekülü başına iki gram asit molekülü olacak oranlarda karıştırılır. Etkileşim sonucunda sülfat ve çözünür kalsiyum dihidrojen fosfat oluşur:

Ca 3 (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 = 2CaSO 4 + Ca (H 2 PO 4) 2. Bu iki tuzun karışımı süperfosfat olarak bilinir. Bu karışımda, agrokimya açısından kalsiyum sülfat balasttır, ancak bu işlem maliyetli olduğundan ve gübreleme maliyetini büyük ölçüde artırdığından ayrılmaz. Basit süperfosfat sadece %14-20 P 2 O 5 içerir .

Daha konsantre bir fosfatlı gübre, çift süperfosfattır. Kalsiyum fosfatın fosforik asit ile etkileşimi ile elde edilir:

Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 = 3Ca (H 2 PO 4) 2.

Çift süperfosfat %40-50 P 2 O 5 içerir. Aslında buna üçlü demek daha doğru olur: fosfor açısından basit süperfosfattan üç kat daha zengindir.

Bazen CaHPO 4 çökeltisi fosforlu gübre olarak kullanılır. Fosforik asidin hidroksit veya kalsiyum karbonat ile etkileşimi ile elde edilen H 2 O:

Ca (OH) 2 + H3P04 = CaHPO 4. 2H20, 2CaCO3 + 2H3PO4 = 2CaHPO4. 2H20 + 2CO 2.

Bu gübre %30-35 P 2 O 5 içerir.

Bazı kombine gübreler ayrıca fosfor içerir, örneğin azot da içeren diamofos (NH 4) 2 HPO 4.

Dünyada olduğu gibi ülkemizde de kanıtlanmış fosfor hammaddesi rezervleri ile durum tamamen güvenli değildir. IX Mendeleev Genel ve Uygulamalı Kimya Kongresi kürsüsünden akademisyen SI Volfkovich şunları söyledi: “Azot endüstrisinin hammadde temeli - hava okyanusu, su ve doğal gaz - yeni inşaatın ölçeğini ve yatakları sınırlamıyorsa bugüne kadar keşfedilen potasyum tuzları, bir bin yıldan fazla bir süredir potasyumlu gübre üretiminin gelişmesini sağlıyor, daha sonra planlanan büyük hacimli gübre üretimi ile bugüne kadar incelenen yerli fosfor hammadde rezervleri sadece birkaç on yıl sürecek ” .

Bu, insanlığın açlıkla tehdit edildiği ve hasatların yıldan yıla azalacağı anlamına gelmez. Rezervler var. Mineral hammaddelerin karmaşık işlenmesinden, deniz dibi tortullarından ve daha ayrıntılı jeolojik keşiflerden çok fazla ek fosfor elde edilebilir. Sonuç olarak, özellikle Rusya, kayıtlı fosfor cevheri rezervleri açısından dünyada ilk yerlerden birini işgal ettiğinden, karamsarlık için özel bir nedenimiz yok. Kola Yarımadası'nda en büyük apatit yataklarına ve Güney Kazakistan'da ve bir dizi başka yerde fosforit yataklarına sahibiz.

Ancak şimdi yeni yataklar aramak, daha fakir cevherlerden fosforlu gübreler elde etmek için yöntemler geliştirmek gerekiyor. Bu gelecek için gereklidir, çünkü "yaşamın ve düşüncenin bir unsuru" olan fosfor, insanlık için her zaman gerekli olacaktır.

Fosfor(Latin fosfor), P, Mendeleev'in periyodik sisteminin v grubunun kimyasal elementi, atom numarası 15, atom kütlesi 30.97376, metal olmayan. Doğal fosfor, bir kararlı izotop 31 p'den oluşur; altı yapay radyoaktif izotop elde edildi: 28 p ( 1/2 = 6,27 saniye) , 29 s ( 1/ 2 = 4.45 sn); 30 s ( 1/2 = 2,55 dk) , 31 s ( 1/2 = 14,22 günler) , 32 s ( 1/2 = 25 günler) , 33 s ( 1/2 = 12,5 saniye) . En büyük değer 32 p , önemli bir b-radyasyonu enerjisine sahip olan ve etiketli bir atom olarak kimyasal ve biyokimyasal araştırmalarda kullanılan.

Tarihsel referans ... Bazı edebi verilere göre, F.'yi elde etme yöntemi Araplar tarafından zaten biliniyordu. 12. yüzyılın simyacılarına Ancak, F.'nin keşfi için genel olarak kabul edilen tarih, H. Brand'in (Almanya), idrarın buharlaşmasından elde edilen kuru tortuyu kumla kalsine ettikten ve ardından hava erişimi olmadan damıttıktan sonra, içinde parlayan bir madde aldığı 1669 olarak kabul edilir. karanlık, önce "soğuk ateş" olarak adlandırılır ve daha sonra Yunanlılardan F. ... fosfo ros - ışık saçan. Yakında F.'yi elde etme yöntemi onun tarafından biliniyordu. kimyagerler - I. Kraft, I. Kunkel; 1682'de bu yöntem yayınlandı. 1743 yılında A.S. marggraf F. üretimi için aşağıdaki yöntemi geliştirdi: idrarla kurşun klorür karışımı kuruyana kadar buharlaştırıldı ve uçucu ürünlerin salınımı durana kadar ısıtıldı; kalıntı, kömür tozu ile karıştırıldı ve bir kil imbik içinde damıtıldı; F. su ile bir alıcıda yoğunlaşan buharlar. Kemik külünü kömürle kalsine ederek fosfor üretmenin en basit yöntemi sadece 1771'de K. Scheele. F.'nin temel doğası A. Lavoisier. 19. yüzyılın ikinci yarısında. fosforitlerin endüstriyel üretimi, imbik fırınlarındaki fosforitlerden ortaya çıktı; 20. yüzyılın başında. onların yerini elektrikli fırınlar aldı.

Doğada dağılım ... Yerkabuğundaki (clarke) ortalama fosfor içeriği 9.3? ağırlıkça %10-2; orta kayalarda 1.6? 10 -1, temel kayalarda 1.4? 10 -1, granitlerde ve diğer asidik magmatik kayaçlarda daha az - 7? 10 -2 ve hatta daha az ultrabazik kayaçlarda (manto) - 1.7? %10-2; 1.7 tortul kayaçlarda? 10 -2 (kumtaşı) ila 4? %10-2 (karbonat kayalar). F. magmatik süreçlerde yer alır ve biyosferde şiddetle göç eder. Her iki süreç de endüstriyel birikintileri oluşturan büyük birikimleriyle ilişkilidir. apatitov ve fosforitler. F son derece önemli biyojenik eleman, birçok organizma tarafından biriktirilir. Yerkabuğundaki birçok fosfor konsantrasyonu süreci, biyojenik göç ile ilişkilidir. F., sulardan çözünmeyen mineraller şeklinde kolayca çökeltilir veya canlı madde tarafından yakalanır. Bu nedenle, sadece deniz suyunda 7? %10-6 F. Bilinen yaklaşık 180 fosfor minerali vardır, bunların başlıcaları kalsiyum fosfatların en yaygın olduğu çeşitli fosfatlardır. .

Fiziki ozellikleri ... Temel F., ana beyaz, kırmızı ve siyah olan birkaç allotropik modifikasyon şeklinde bulunur. Beyaz F., karakteristik bir kokuya sahip mumsu, şeffaf bir maddedir; F. Beyaz F.'nin safsızlıkların varlığında yoğunlaşmasıyla oluşur - eser miktarda kırmızı F., arsenik, demir vb. - sarı renklidir, bu nedenle ticari beyaz F. sarı olarak adlandırılır. Beyaz F'nin iki formu vardır: a - ve b - formu. a -modifikasyon, kübik sistemin kristallerini temsil eder ( a= 18,5 f); yoğunluk 1.828 g / cm3, T pl 44.1°C, T balya 280.5 °C, füzyon ısısı 2.5 kJ / mol p4 (0,6 kcal / mol p 4), buharlaşma ısısı 58.6 kJ / mol P4 (14.0 kcal / mol s 4) , 25 ° C'de buhar basıncı 5.7 n / m2 (0,043 mmHg Sanat.) . 0 ila 44 ° C sıcaklık aralığında doğrusal genleşme katsayısı 12.4? 10 -4 , termal iletkenlik 0,56 sal /(m? K) 25 ° C'de Elektriksel özellikleri açısından beyaz fosfat dielektriklere yakındır: bant aralığı yaklaşık 2.1'dir. ev,özgül elektrik direnci 1.54? 10 11 ohm? santimetre, diamagnetic, spesifik manyetik duyarlılık - 0.86? 10 -6. Brinell sertliği 6 Mn / m2 (0,6 kgf / mm2) . Beyaz fosforun a-formu, karbon disülfid içinde kolayca çözünür ve sıvı amonyak, benzen, karbon tetraklorür vb. içinde daha kötüdür. -76.9 ° C'de ve 0.1 basınçta Mn / m2(1 kgf / cm2) a -formu düşük sıcaklıkta b -formuna dönüşür (yoğunluk 1.88 g / cm3) . 1200'e kadar basınç artışı ile Mn / m2(12 bin. kgf / cm2) geçiş 64,5 °C'de gerçekleşir. b -form - çift kırılmalı kristaller, yapıları nihai olarak oluşturulmamıştır. Beyaz F. zehirlidir: yaklaşık 40 °C sıcaklıkta havada kendiliğinden tutuşur, bu nedenle su altında saklanmalıdır (25 °C'de suda çözünürlük 3,3 × %10 -4) . Beyaz fosforu havaya erişimi olmayan 250–300 ° C'de birkaç saat ısıtarak kırmızı F. elde edilir Geçiş ekzotermiktir, ultraviyole ışınları ve ayrıca safsızlıklar (iyot, sodyum, selenyum) ile hızlandırılır. Her zamanki ticari kırmızı F. neredeyse tamamen şekilsizdir; koyu kahverengiden mora kadar değişen bir renge sahiptir. Uzun süreli ısıtma ile farklı özelliklere sahip kristal formlardan (triklinik, kübik, vb.) birine geri dönüşümsüz olarak dönüşebilir: 2,0 ila 2,4 yoğunluk g / cm 3 , T pl 585 ila 610 ° C arasında onlarca atmosfer basıncında, 416 ila 423 ° C arasında süblimasyon sıcaklığı, 10 9 ila 10 14 arasında elektrik direnci ohm? santimetre. Kırmızı F. havada kendiliğinden tutuşmaz; 240–250 ° С sıcaklığa kadar, ancak sürtünme veya darbe üzerine kendiliğinden tutuşur; suda, ayrıca benzen, karbon disülfür vb.'de çözünmez ve tribromür F'de çözünür.

Beyaz F. basınç altında (1.2–1.7) 200–220 ° C'ye ısıtıldığında? 10 3 Mn / m 2 [(12–17) ? 10 3 kgf / cm 2], siyah F. oluşur.Bu dönüşüm basınçsız, ancak cıva ve az miktarda siyah F. kristalleri (tohum) varlığında 370 ° C'de 8 için gerçekleştirilebilir. günler Siyah F. eşkenar dörtgen yapının kristalleridir ( a = 3.31 ve B= 4.38 a, ile birlikte= 10.50 Å), kafes, F'ye özgü piramidal bir atom düzenine sahip lifli katmanlardan yapılmıştır, yoğunluk 2.69'dur. g / cm3, t 1.8 basınç altında yaklaşık 1000 ° C pl? 10 3 Mn / m2 (18 ? 10 3 kgf / cm2) . Görünüşte siyah F. grafite benzer; yarı iletken: bant aralığı 0.33 ev 25 ° C'de; 1.5 spesifik elektrik direncine sahiptir ohm? santimetre, elektriksel direnç sıcaklık katsayısı 0.0077, diyamanyetik, özgül manyetik duyarlılık - 0.27? 10 -6. Kendi buharlarının basıncı altında 560–580 °C'ye ısıtıldığında kırmızı F'ye dönüşür. Siyah F. aktif değildir, tutuşturulduğunda pek tutuşmaz, bu nedenle havada güvenle işlenebilir.

Atom yarıçapı F. 1.34 Å, iyon yarıçapı: p 5 + 0.35 Å, p 3 + 0.44 Å, p 3 - 1.86 Å.

Fotonik atomlar, iki atomlu (p 2), tetraatomik (p 4) ve polimer molekülleri halinde birleşir. Normal koşullar altında en kararlı, birbirine bağlı uzun zincirler içeren polimer moleküllerdir - tetrahedra. Sıvı halde, katı halde (beyaz F.) ve 800 °C'nin altındaki buharlarda F. 4 molekülden oluşur. 800 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, p 4 molekülleri p 2'ye ayrışır. , bu da 2000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda atomlara bozunur. Yalnızca beyaz fosfor p 4 moleküllerinden oluşur; diğer tüm modifikasyonlar polimerlerdir.

Kimyasal özellikler. F atomunun dış elektronlarının konfigürasyonu. 3 2 3 p3, Bileşiklerde en karakteristik oksidasyon durumları + 5, + 3 ve - 3'tür. Azot gibi, bileşiklerdeki fosfor da esas olarak kovalenttir. na 3 p, ca 3 p 2 fosfitler gibi çok az iyonik bileşik vardır. Azottan farklı olarak fosforun serbest 3 NS- oldukça düşük enerjili orbitaller, bu da koordinasyon sayısını artırma ve donör-alıcı bağlarının oluşumuna yol açar.

F. kimyasal olarak aktiftir, beyaz F. en büyük aktiviteye sahiptir; kırmızı ve siyah fosfor kimyasal reaksiyonlarda çok daha pasiftir. Beyaz fosforun oksidasyonu mekanizma ile gerçekleşir. zincirleme reaksiyonlar. F.'nin oksidasyonuna genellikle kemilüminesans eşlik eder. Fosfor fazla oksijende yakıldığında, pentoksit p 4 o 10 (veya p 2 o 5) oluşur; eksiklik ile, esas olarak trioksit p 4 o 6 (veya p 2 o 3). p 4 o 7, p 4 o 8 varlığı , p 2 o 6, po, vb. fosfor oksitler. Fosfat pentoksit, temel fosforun kuru havadan fazla yakılmasıyla endüstriyel ölçekte elde edilir. Sonraki hidrasyon p 4 o 10 orto- (H 3 PO 4) ve poli- (H) üretimine yol açar. n + 2 P n o 3 NS+ 1) fosforik asitler. Ayrıca, F. formları fosfor asidi saat 3 po 3, fosforik asit h 4 p 2 o 6 ve hipofosfor asit h 3 po 2 ve perasitlerin yanı sıra: sufosforik h 4 p 2 o 8 ve mononadfosforik h 3 po 5 Fosforik asit tuzları ( fosfatlar) , az - fosfitler ve hipofosfitler.

F., büyük miktarda ısı salınımı ve trihalojenürlerin (px 3, burada X'in halojen olduğu), pentalidlerin (px 5) ve oksihalidlerin (örneğin, çiçek çiçeği 3) oluşumu ile tüm halojenlerle doğrudan birleşir. . Fosfor 100 ° C'nin altında kükürt ile kaynaştığında, fosfor ve kükürt bazlı katı çözeltiler oluşur ve 100 ° C'nin üzerinde, kristalin sülfit oluşumunun ekzotermik bir reaksiyonu meydana gelir p 4 s 3, p 4 s 5, p 4 s 7 , p 4 s 10 , bunlardan yalnızca p 4 s 5, 200 ° C'nin üzerinde ısıtıldığında, p 4 s 3 ve p 4 s 7'ye ayrışır ve geri kalanı bozulmadan erir. Fosfor oksisülfitler bilinmektedir: p 2 o 3 s 2, p 2 o 3 s 3, p 4 o 4 s 3, p 6 o 10 s 5 ve p 4 o 4 s 3. F., nitrojen ile karşılaştırıldığında, hidrojen ile bileşikler oluşturma konusunda daha az yeteneklidir. Hidrojen fosfit fosfin ph 3 ve difosfin p 2 h 4 sadece dolaylı olarak elde edilebilir. Azotlu fosfor bileşiklerinden, nitrürler pn, p 2 n 3 ve p 3 n 5 bilinmektedir - bir elektrik arkından fosfor buharları ile azotun geçirilmesiyle elde edilen katı, kimyasal olarak kararlı maddeler; polimerik fosfonitril halojenürler - (pnx 2) n (örneğin, polifosfonitril klorür) , pentalidlerin çeşitli koşullar altında amonyak ile etkileşimi ile elde edilir; amidoimidofosfatlar, kural olarak, P – O – P bağları, P – nh – P bağları içeren polimerik bileşiklerdir.

2000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, fosfor, yaygın çözücülerde çözünmeyen ve asitler veya alkalilerle etkileşime girmeyen bir madde olan pc 3 karbürü oluşturmak üzere karbon ile reaksiyona girer. Metallerle ısıtıldığında fosfor oluşur fosfitler.

F. çok sayıda oluşturur organofosfor bileşikleri.

alma. Elementel fosfor üretimi, silika (kuvars kumu) varlığında 1400-1600 ° C'de doğal fosfatlardan (apatitler veya fosforitler) elektrotermal indirgenmesiyle gerçekleştirilir:

2ca 3 (po 4) 2 + 10c + n sio 2 = p 4 + 10co + 6cao? n sio 2

Önceden kırılmış ve konsantre fosfor içeren cevher, belirli oranlarda silika ve kok ile karıştırılarak elektrikli fırına yüklenir. Silika, indirgeme işlemi sırasında salınan kalsiyum oksidin, erimiş cüruf şeklinde sürekli olarak uzaklaştırılan kalsiyum silikata bağlanması nedeniyle reaksiyon sıcaklığını düşürmek ve hızını artırmak için gereklidir. Alüminyum, magnezyum, demir ve diğer safsızlıkların silikatları ve oksitleri ile indirgenmiş demirin bir kısmının F. Ferrofosfor ile etkileşimi sırasında oluşan ferrofosfor (fe 2 p, fep, fe 3 p) ve ayrıca küçük miktarlarda içinde çözünmüş, ayrıca cürufa geçer manganez ve diğer metallerin fosfitleri, biriktikçe, özel çeliklerin üretiminde daha sonra kullanılmak üzere elektrikli fırından çıkarılır.

F. buharları, 250–350 ° C sıcaklıkta gazlı yan ürünler ve uçucu safsızlıklar (co, sif 4, ph 3, su buharı, organik karışım safsızlıklarının piroliz ürünleri vb.) ile birlikte elektrikli fırını terk eder. Tozdan temizlendikten sonra, fosfor içeren gazlar, 50 ° C'den düşük olmayan bir sıcaklıkta sıvı teknik beyaz F'nin bulunduğu yoğuşma ünitelerine gönderilir.

Sıcaklıkları 2500–3000 ° C'ye yükselterek üretimi yoğunlaştırmak için gaz halinde indirgeyici ajanlar ve plazma reaktörleri kullanılarak fosfor üretimi için yöntemler geliştirilmektedir, yani, doğal fosfatların ayrışma sıcaklıklarının üzerinde ve gaz olarak kullanılan indirgeyici gazlar (örneğin metan). taşıma maddesi Düşük sıcaklıklı plazmada gaz.

Başvuru. Üretilen fosfatın büyük kısmı işlenir. fosforik asit ve ortaya çıkan fosfatlı gübreler ve teknik tuzlar ( fosfatlar) .

Beyaz F. yangın çıkarıcı ve duman mermileri ve bombalarda kullanılır; kırmızı F. kibrit yapımında kullanılır. F., deoksidizer olarak demir dışı metal alaşımlarının üretiminde kullanılır. %1'e kadar F.'nin eklenmesi, fekral ve kromal gibi alaşımların ısı direncini arttırır. F. bazı bronzların bir parçasıdır, tk. akışkanlıklarını ve aşınma direncini arttırır. Metallerin fosfatları ve ayrıca bazı metal olmayanlar (B, si, as, vb.) Hazırlama ve alaşımlamada kullanılır. yarı iletken malzemeler. Kısmen fosfor, fosfor içerenlerin üretimi için başlangıç ​​malzemeleri olarak hizmet eden klorürler ve sülfürler elde etmek için kullanılır. plastikleştiriciler(örneğin, trikresil fosfat, tribütil fosfat, vb.), ilaçlar, organofosfatlı pestisitler, ve ayrıca yağlayıcılara ve yakıtlara katkı maddesi olarak kullanılır.

Güvenlik mühendisliği ... Beyaz F. ve bileşikleri oldukça zehirlidir. F. ile çalışmak, ekipmanın dikkatli bir şekilde kapatılmasını gerektirir; beyaz F. su altında veya hava geçirmez şekilde kapatılmış metal bir kapta saklanmalıdır. F. ile çalışırken güvenlik kurallarına kesinlikle uymalısınız.

L.V. Kubasova.

F. vücutta. F. en önemlilerinden biridir. biyojenik elementler, tüm organizmaların yaşamı için gereklidir. Canlı hücrelerde orto- ve pirofosforik asitler ve bunların türevleri şeklinde bulunur ve aynı zamanda nükleotidler, nükleik asitler, fosfoproteinler, fosfolipidler, karbonhidratların fosforik esterleri, birçok koenzim ve diğer organik bileşikler. Kimyasal yapının özellikleri nedeniyle, kükürt atomları gibi fosfor atomları da enerji açısından zengin bağlar oluşturabilir. yüksek enerjili bileşikler; adenosin trifosforik asit (ATP), kreatin fosfat, vb. Biyolojik evrim sürecinde, tüm canlı sistemlerde genetik bilginin ana, evrensel koruyucuları ve enerji taşıyıcıları haline gelen fosfor bileşikleridir. Dr. Fosforilat bileşiklerinin vücuttaki önemli bir rolü, çeşitli organik bileşiklere bir fosforil kalıntısının enzimatik olarak eklenmesi gerçeğinde yatmaktadır ( fosforilasyon) katılımları için bir "geçiş" görevi görür. metabolizma, ve tersine, fosforil kalıntısının bölünmesi (defosforilasyon) bu bileşikleri aktif metabolizmanın dışında tutar. F. Metabolik enzimler - kinazlar, fosforilazlar ve fosfataz. Karaciğer, hayvan ve insan organizmasında fosfor bileşiklerinin dönüşümünde ana rolü oynar. Fosfor bileşiklerinin değişimi hormonlar ve d vitamini tarafından düzenlenir.

İçindekiler F. (içinde mg 100 için G kuru madde) bitki dokularında - 230–350, deniz hayvanları - 400–1800, kara hayvanları - 1700–4400, bakterilerde - yaklaşık 3000; insan vücudunda kemik dokusunda (5000'den biraz fazla), beyin dokularında (yaklaşık 4000) ve kaslarda (220-270) özellikle büyük miktarda fosfor vardır. F. 1-1.2 için günlük insan ihtiyacı G(çocuklarda yetişkinlerden daha yüksektir). F.'deki en zengin gıda ürünleri peynir, et, yumurta ve baklagillerdir (bezelye, fasulye vb.). Vücuttaki F. dengesi, genel metabolizma durumuna bağlıdır. Fosfor metabolizmasının bozulması, öncelikle enerji metabolizmasında derin biyokimyasal değişikliklere yol açar. Vücutta fosfor eksikliği ile hayvanlar ve insanlar osteoporoz ve diğer kemik hastalıkları ve bitkilerde fosfor açlığı geliştirir. . Canlı doğadaki fosforun kaynağı, toprakta bulunan ve suda çözünen inorganik bileşikleridir. F., çözünür fosfatlar şeklinde bitkiler tarafından topraktan çıkarılır. Hayvanlar genellikle yiyeceklerden yeterli miktarda F. alırlar. Organizmaların ölümünden sonra fosfor yeniden toprağa girer ve alt çökeltilere katılarak sözde katılır. v maddelerin dolaşımı. Fosforun metabolik süreçlerin düzenlenmesindeki önemli rolü, canlı hücrelerin birçok enzim sisteminin organofosfor bileşiklerinin etkisine yüksek duyarlılığını belirler. Bu durum tıpta tıbbi ürünlerin geliştirilmesinde, tarımda ise fosforlu gübreler, hem de etkili oluştururken böcek öldürücüler. Birçok fosfor bileşiği aşırı derecede toksiktir ve bazı organofosfor bileşikleri kimyasal savaş ajanları (sarin, soman ve tabun) olarak sınıflandırılabilir. Radyoaktif izotop F. 32 p, canlı organizmalarda her türlü metabolizma ve enerji çalışmasında bir gösterge olarak biyoloji ve tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. .

N.N. Chernov.

Fosfor ve bileşikleri ile zehirlenmeler, termoelektrik süblimasyonları, beyaz fosfor ile çalışmaları ve fosfor bileşiklerinin üretimi ve kullanımı sırasında gözlenir. son derece toksik organofosfor bileşikleri, antikolinesteraz etkisi vardır. F. vücuda solunum sistemi, gastrointestinal sistem ve deri yoluyla girer. Akut zehirlenme ağız ve midede yanma, baş ağrısı, halsizlik, mide bulantısı, kusma ile kendini gösterir. 2-3'ten sonra günler epigastrik bölgede ağrılar var, sağ hipokondriyum, sarılık. Kronik zehirlenme, üst solunum yollarının mukoza zarının iltihaplanması, toksik hepatit belirtileri, bozulmuş kalsiyum metabolizması (gelişim) ile karakterizedir. osteoporoz kırılganlık, bazen kemik dokusunun nekrozu, daha sık olarak alt çenede), kardiyovasküler ve sinir sistemlerinde hasar. Ağız yoluyla akut zehirlenme için ilk yardım (en sık) - gastrik lavaj, müshil, temizleyici lavmanlar, intravenöz glikoz çözeltileri, kalsiyum klorür, vb. Cilt yanıkları durumunda - etkilenen bölgeleri bakır sülfat veya soda çözeltileri ile tedavi edin. Gözler %2 kabartma tozu çözeltisi ile yıkanır. Önleme: güvenlik yönetmeliklerine uygunluk, kişisel hijyen, ağız bakımı, her 6'da bir ay - F ile çalışanların tıbbi muayeneleri

Fosfor içeren tıbbi müstahzarlar (adenosin trifosforik asit, fitin, kalsiyum gliserofosfat, fosforik vb.) Esas olarak doku metabolizması süreçlerini etkiler ve kas hastalıkları, sinir sistemi, tüberküloz, beslenme eksikliği, anemi vb. için kullanılır. Radyoaktif izotopları fosfor olarak kullanılır izotop izleyicileri metabolizma çalışması, hastalıkların teşhisi ve tümörlerin radyasyon tedavisi için .

A. A. Kasparov.

Aydınlatılmış .: Kısa kimyasal ansiklopedi, t.5, M., 1967; Cotton F., Wilkinson J., Modern inorganik kimya, çev. İngilizceden, 2. kısım, M., 1969; Weser Van J.. Fosfor ve bileşikleri, çev. İngilizce'den, t. 1, M., 1962; Akhmetov N.S., Anorganik kimya, 2. baskı, M., 1975; Nekrasov BV, Fundamentals of General Chemistry, 3. baskı, T. 1-2, M., 1973; Mosse AL, Pechkovsky VV, İnorganik maddeler teknolojisinde düşük sıcaklıklı plazma uygulaması, Minsk, 1973; Biyokimya Ufukları, Sat. Sanat., başına. İngilizce'den., M., 1964; Rapoport SM, Tıbbi biyokimya, şerit, onunla., M., 1966; Skulachev V.P., Kafeste enerji birikimi, M., 1969; Yaşamın Kökeni ve Evrimsel Biyokimya, M., 1975.

özet indir

Yolumu aydınlatan, bana cesaret ve cesaret veren idealler iyilik, güzellik ve gerçekti. İnançlarımı paylaşanlarla dayanışma duygusu olmadan, sanat ve bilimde ebediyen anlaşılması zor hedefin peşinde koşmadan, hayat bana kesinlikle boş görünür.

Reformcu, öğretmen ve bilim adamı Dmitry Ivanovich Mendeleev, 1834'te zeki ve nezih bir ailede doğdu. Babası, ailenin yaşadığı Tobolsk bölgesinin tüm ilçe orta öğretim kurumlarının (spor salonları ve okullar) müdürüydü. Çocuğun annesi Maria Dmitrievna, eski bir tüccar ailesine aitti, bu yüzden Sibirya'da küçük bir fabrikası vardı. (Daha sonra oğlunun yeteneklerini görerek, çocuğa iyi bir eğitim vermek için Sibirya'dan ayrılacaktır). Mendeleyev'in büyükbabası Pavel Maksimovich ünlü bir rahipti. Periyodik tablodaki fosfor Gelecekteki bilim insanının yetiştirilmesine önemli bir katkı da Trubetskoy prenslerinin yöneticisi amcası V.D.Korniliev tarafından yapıldı.

On üç yaşında Mendeleev, parlak bir şekilde mezun olan spor salonuna girdi ve Dmitry Ivanovich, St. Petersburg'daki fizik ve matematik enstitüsüne girdi. 1855'ten beri öğretmen olarak çalışmaya başlayan Mendeleev, çeşitli spor salonlarında ve üniversitelerde ders veriyor.

7 yıl sonra Mendeleyev Dmitry Ivanovich'ten birkaç yaş büyük olan FN Leshchena ile bir düğün oynayacak. Evlilikte 3 çocukları olacak, ancak 1869'da Mendeleev Anna Popova'ya aşık oldu, bu yüzden Feozva Nikitichnaya'dan boşanma davası açtı. Yeni eş, Dmitry Ivanovich'i 4 çocuk daha doğurdu.

1865'ten neredeyse ölümüne kadar (Ocak 1907'de), Mendeleev düzinelerce konferans ve sergiye katıldı ve aktif olarak bilimsel gelişmelerini takip etti.

Dmitry Ivanovich Mendeleev'i duymamış birini bulmak zor. Çoğu zaman, bu soyadı kimya ile ilişkilidir, ancak bilimsel faaliyet alanı kimya ile sınırlı değildir. Dmitry Ivanovich mükemmel bir öğretmen, ekonomist, jeolog ve enstrüman yapımcısıydı.

Bu olağanüstü bilim adamı, 3600 m3'ten fazla hacme sahip bir stratosferik balonun ilk geliştiricisiydi. Dmitry Ivanovich, bir deney havuzunun oluşturulmasında Amiral S.O. Makarov ile işbirliği yaparak gemi yapımına önemli bir katkı yaptı. Bu çalışmanın sonuçları, Uzak Kuzey'in gelişiminde çok faydalı oldu.

Mendeleev'in bilimsel faaliyetlerinde ilginç bir gerçek, özel bir komisyona katılmasıdır. Bu komisyon, o zamanlar popüler olan "medyumsal fenomenleri" (ya da basitçe maneviyatçılığı) ortaya çıkarmakla meşgul olan bir dizi bilim adamından oluşuyordu. Periyodik tablodaki fosfor Bu komisyonun faaliyetleri basında yaygın olarak biliniyordu ve bu da toplumun tepkisine neden oldu. Ancak bu komisyona katılan bilim adamlarının yetkileri ve bilimsel başarıları, birçok insanı bilimle çelişen hurafe ve geleneklerden uzaklaşmaya sevk etti.

Doğa kadına dedi ki: Yapabiliyorsan güzel ol, istersen akıllı ol, ama kesinlikle mantıklı olmalısın.