Dövri sistemdə yeri və təbiətdə yayılması

Fosfor 3-cü dövrün V qrupunun əsas yarımqrupunda yerləşir, sıra nömrəsi 15-dir. Elektron formulu: $1s^22s^22p^63s^23p^3$ . Xarici təbəqədə 5 elektron var. Üç cütləşməmiş $p$ -elektron hesabına fosfor III valentli olur, həyəcanlanmış halda $3s$ -elektronlardan biri $3d$ -yarımsəviyyəyə keçir və fosfor V valentli olur (azotun ikinci təbəqəsində $d$ -yarımsəviyyə olmadığından azot V valentli ola bilmir). Oksidləşmə dərəcələri: $-3$ (fosfidlər, $\mathrm{PH_3}$ ), $+3$ , $+5$ .

Fosfor aktiv olduğundan təbiətdə sərbəst halda tapılmır. Əsas mineralları fosforitlər $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ və apatitlərdir (məsələn, flüorapatit $\mathrm{Ca_5(PO_4)_3F}$ ).

Allotropik şəkildəyişmələri

Ağ fosfor $\mathrm{P_4}$ molekullarından ibarətdir (molekulyar kristal qəfəs). Yumşaq və çox zəhərlidir, karbon-disulfiddə həll olur, qaranlıqda işıqlanır, havada asanlıqla öz-özünə alışır, ona görə su altında saxlanılır.
Qırmızı fosfor polimer quruluşludur, zəhərli deyil, işıqlanmır, karbon-disulfiddə həll olmur və yalnız qızdırdıqda alışır. Ağ fosfor havasız qızdırıldıqda qırmızı fosfora çevrilir.
Qara fosfor ağ fosforun yüksək təzyiqdə qızdırılmasından alınır; laylı quruluşu ilə qrafitə bənzəyir, elektrik cərəyanını keçirir.

Kimyəvi aktivlik: ağ > qırmızı > qara.

Alınması, kimyəvi xassələri və tətbiqi

Sənayedə fosforu fosforiti qum və koksla elektrik sobasında qızdırmaqla alırlar: $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2} + \mathrm{3SiO_2} + \mathrm{5C} \xrightarrow{t} \mathrm{3CaSiO_3} + \mathrm{2P} + \mathrm{5CO}$ .

Fosfor həm oksidləşdirici, həm də reduksiyaedicidir:

metallarla fosfidlər əmələ gətirir: $\mathrm{3Ca} + \mathrm{2P} \xrightarrow{t} \mathrm{Ca_3P_2}$ ; fosfid su ilə fosfin verir: $\mathrm{Ca_3P_2} + \mathrm{6H_2O} \rightarrow \mathrm{3Ca(OH)_2} + \mathrm{2PH_3}$ ;
artıq oksigendə $\mathrm{4P} + \mathrm{5O_2} \rightarrow \mathrm{2P_2O_5}$ , oksigen çatışmadıqda $\mathrm{P_2O_3}$ alınır;
xlorla $\mathrm{2P} + \mathrm{3Cl_2} \rightarrow \mathrm{2PCl_3}$ , artıq xlorda $\mathrm{PCl_5}$ əmələ gəlir;
qatı nitrat turşusu ilə: $\mathrm{P} + \mathrm{5HNO_3} \rightarrow \mathrm{H_3PO_4} + \mathrm{5NO_2} + \mathrm{H_2O}$ ;
Bertole duzu $\mathrm{KClO_3}$ ilə (kibritin alışması): $\mathrm{6P} + \mathrm{5KClO_3} \rightarrow \mathrm{3P_2O_5} + \mathrm{5KCl}$ .

Qırmızı fosfor kibrit istehsalında işlədilir; fosfordan fosfat turşusu, gübrələr və pestisidlər alınır.

Difosforpentaoksid və ortofosfat turşusu

$\mathrm{P_2O_5}$ ağ, çox hiqroskopik tozdur və güclü quruducu kimi işlədilir. Turşu oksididir: soyuq su ilə metafosfat, isti su ilə ortofosfat turşusu verir: $\mathrm{P_2O_5} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{2HPO_3}$ , $\mathrm{P_2O_5} + \mathrm{3H_2O} \xrightarrow{t} \mathrm{2H_3PO_4}$ ; qələvilərlə fosfatlar əmələ gətirir: $\mathrm{P_2O_5} + \mathrm{6NaOH} \rightarrow \mathrm{2Na_3PO_4} + \mathrm{3H_2O}$ .

Ortofosfat turşusu $\mathrm{H_3PO_4}$ suda yaxşı həll olan rəngsiz kristal maddədir; orta qüvvətli, üçəsaslı, oksidləşdirici xassəsi olmayan turşudur. Sənayedə fosforitə sulfat turşusu ilə təsir edib alınır: $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2} + \mathrm{3H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{3CaSO_4} + \mathrm{2H_3PO_4}$ . Aktiv metallarla hidrogen ayırır: $\mathrm{3Mg} + \mathrm{2H_3PO_4} \rightarrow \mathrm{Mg_3(PO_4)_2} + \mathrm{3H_2}$ . Qələvi ilə mol nisbətindən asılı olaraq üç sıra duz verir; $n(\mathrm{H_3PO_4}) : n(\mathrm{NaOH})$ nisbəti $1:1$ olduqda dihidrofosfat $\mathrm{NaH_2PO_4}$ , $1:2$ olduqda hidrofosfat $\mathrm{Na_2HPO_4}$ , $1:3$ olduqda isə fosfat $\mathrm{Na_3PO_4}$ alınır.

Ortofosfat ionunun təyini: gümüş-nitrat sarı çöküntü əmələ gətirir və bu çöküntü nitrat turşusunda həll olur: $\mathrm{3Ag^{+}} + \mathrm{PO_4^{3-}} \rightarrow \mathrm{Ag_3PO_4}\downarrow$ .

Mineral gübrələr

Gübrələr tərkibindəki qida elementinə görə azot (ammonium-nitrat $\mathrm{NH_4NO_3}$ , karbamid $\mathrm{CO(NH_2)_2}$ ), fosfor və kalium (kalium-xlorid $\mathrm{KCl}$ ) gübrələrinə bölünür. İki və ya daha çox qida elementi olanlar mürəkkəb gübrələrdir (ammofos, nitrofoska).

Fosfor gübrələri:

fosforit unu — xırda üyüdülmüş $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2}$ , suda həll olmur, turş torpaqlarda işlədilir;
sadə superfosfat — $\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}$ və $\mathrm{CaSO_4}$ qarışığı: $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2} + \mathrm{2H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Ca(H_2PO_4)_2} + \mathrm{2CaSO_4}$ ;
ikiqat superfosfat — ballast gips saxlamır: $\mathrm{Ca_3(PO_4)_2} + \mathrm{4H_3PO_4} \rightarrow \mathrm{3Ca(H_2PO_4)_2}$ ;
presipitat $\mathrm{CaHPO_4 \cdot 2H_2O}$ ;
ammofos — fosfat turşusunu ammonyakla neytrallaşdırıb alınan $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$ və $\mathrm{(NH_4)_2HPO_4}$ qarışığı.

Fosfor gübrəsinin keyfiyyəti onun tərkibindəki $\mathrm{P_2O_5}$ -in kütlə payı ilə ifadə olunur.

Yadda saxla

$1s^22s^22p^63s^23p^3$ ; valentlik III və V, oksidləşmə dərəcəsi $-3$ , $+3$ , $+5$ .
Ağ fosfor ( $\mathrm{P_4}$ ) zəhərlidir, işıqlanır, su altında saxlanılır; qırmızı fosfor zəhərsizdir və kibritdə işlədilir.
$\mathrm{H_3PO_4}$ orta qüvvətli üçəsaslı turşudur; NaOH ilə $1:1$ , $1:2$ , $1:3$ nisbətində uyğun olaraq dihidrofosfat, hidrofosfat və fosfat verir.
$\mathrm{PO_4^{3-}}$ ionu $\mathrm{Ag^+}$ ilə sarı, nitrat turşusunda həll olan çöküntü verir.
İkiqat superfosfat $\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}$ -dir, sadə superfosfat isə onun $\mathrm{CaSO_4}$ ilə qarışığıdır.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
6,2 q fosfor artıq oksigendə yandırıldı, alınan oksid isti suda həll edildi. Sərf olunan oksigenin həcmini (n.ş.) və alınan ortofosfat turşusunun kütləsini hesablayın.
Həlli
1. $n(\mathrm{P}) = \frac{6{,}2}{31} = 0{,}2$ mol.
2. $\mathrm{4P} + \mathrm{5O_2} \rightarrow \mathrm{2P_2O_5}$ : $n(\mathrm{O_2}) = 0{,}2 \cdot \frac{5}{4} = 0{,}25$ mol, $V = 0{,}25 \cdot 22{,}4 = 5{,}6$ l.
3. $n(\mathrm{P_2O_5}) = 0{,}1$ mol. $\mathrm{P_2O_5} + \mathrm{3H_2O} \rightarrow \mathrm{2H_3PO_4}$ : $n(\mathrm{H_3PO_4}) = 0{,}2$ mol (fosfor atomlarının sayı dəyişmir).
4. $M(\mathrm{H_3PO_4}) = 98$ q/mol, $m = 0{,}2 \cdot 98 = 19{,}6$ q.
Cavab: 5,6 l oksigen, 19,6 q $\mathrm{H_3PO_4}$ .
Misal 2
İkiqat superfosfatda ( $\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}$ ) qida elementinin miqdarını $\mathrm{P_2O_5}$ -ə görə hesablayın, yəni $\mathrm{P_2O_5}$ -in kütlə payını tapın.
Həlli
1. $M(\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}) = 40 + 2 \cdot (2 + 31 + 64) = 234$ q/mol.
2. 1 mol duzda 2 mol P var; bu, 1 mol $\mathrm{P_2O_5}$ -ə uyğundur: $M(\mathrm{P_2O_5}) = 142$ q/mol.
3. $\omega(\mathrm{P_2O_5}) = \frac{142}{234} \approx 0{,}607$ , yəni təxminən $60{,}7\%$ .
Cavab: təxminən $60{,}7\%$ $\mathrm{P_2O_5}$ .

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

Fosforun hansı allotropik şəkildəyişməsi qaranlıqda işıqlanır və su altında saxlanılır?
1. qırmızı fosfor
2. ağ fosfor
3. qara fosfor
4. qırmızı və qara fosfor
5. bütün şəkildəyişmələri
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: B ağ fosfor
Ağ fosfor $\mathrm{P_4}$ molekullarından ibarətdir, çox aktivdir: havada yavaş oksidləşərək işıqlanır və öz-özünə alışa bilir, ona görə su altında saxlanılır. Qırmızı və qara fosfor işıqlanmır.
$\mathrm{Na_3PO_4}$ məhluluna $\mathrm{AgNO_3}$ məhlulu əlavə etdikdə nə müşahidə olunur?
1. ağ çöküntü, nitrat turşusunda həll olmur
2. sarı çöküntü, nitrat turşusunda həll olmur
3. sarı çöküntü, nitrat turşusunda həll olur
4. rəngsiz qaz ayrılır
5. dəyişiklik müşahidə olunmur
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C sarı çöküntü, nitrat turşusunda həll olur
$\mathrm{3Ag^{+}} + \mathrm{PO_4^{3-}} \rightarrow \mathrm{Ag_3PO_4}\downarrow$ : gümüş-fosfat sarı çöküntüdür və nitrat turşusunda həll olur. Nitrat turşusunda həll olmayan ağ çöküntü $\mathrm{AgCl}$ , sarı çöküntü isə $\mathrm{AgI}$ üçün xarakterikdir.
Tərkibində 0,2 mol $\mathrm{H_3PO_4}$ olan məhlula 16 q NaOH əlavə edildi. Alınan duzun kütləsini tapın.
1. 14,2 q
2. 24,0 q
3. 32,8 q
4. 28,4 q
5. 16,4 q
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: D 28,4 q
$n(\mathrm{NaOH}) = \frac{16}{40} = 0{,}4$ mol, nisbət $0{,}2 : 0{,}4 = 1:2$ , deməli hidrofosfat alınır: $\mathrm{H_3PO_4} + \mathrm{2NaOH} \rightarrow \mathrm{Na_2HPO_4} + \mathrm{2H_2O}$ . $n(\mathrm{Na_2HPO_4}) = 0{,}2$ mol, $M = 142$ q/mol, $m = 28{,}4$ q.

Tipik səhvlər

Ağ və qırmızı fosforun xassələrini qarışdırmaq: zəhərli olan, işıqlanan və öz-özünə alışan ağ fosfordur.
Turşu ilə qələvinin mol nisbətinə baxmadan həmişə $\mathrm{Na_3PO_4}$ yazmaq. Duzun növü nisbətdən asılıdır: $1:1$ , $1:2$ , $1:3$ .
Sadə superfosfatı təmiz $\mathrm{Ca(H_2PO_4)_2}$ saymaq. Sadə superfosfatda ballast $\mathrm{CaSO_4}$ var, ona görə onda $\mathrm{P_2O_5}$ -in payı ikiqat superfosfatdakından azdır.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et