Прејди на содржината

Бел фосфор

Од Википедија — слободната енциклопедија
Примерок од бел фосфор со парче извадено од аголот за да се изложи неоксидиран материјал

Белиот фосфор, жолтиот фосфор или едноставно тетрафосфорот (Р4) е алотроп на фосфорот. Тоа е проѕирна восочна цврста материја која брзо пожолтува на светлина (поради неговата фотохемиска конверзија во црвен фосфор),[1] и нечистиот бел фосфор поради оваа причина се нарекува жолт фосфор. Белиот фосфор е првиот алотроп на фосфорот, а всушност и првата откриена елементарна супстанција која не била позната уште од античко време.[2] Во темница сјае зеленикаво (кога е изложена на кислород) и е многу запалива и пирофорна (само-запалувачки) при контакт со воздух. Тој е токсичен, предизвикува сериозни оштетувања на црниот дроб при голтање и фосирана вилица од хронично голтање или вдишување. Мирисот на согорување на оваа форма има карактеристичен мирис на лук, а примероците најчесто се обложени со бел „фосфор пентоксид“, кој се состои од P
4O
10 тетраедри со кислород вметнат помеѓу атомите на фосфор и на нивните темиња. Белиот фосфор е само малку растворлив во вода и може да се чува под вода P
4P4 е растворлив во бензен, масло, јаглерод дисулфид и дисулфур дихлорид.

Структура

[уреди | уреди извор]
Структура на кристал од бел фосфор

Белиот фосфор постои како молекула од четири атоми на фосфор во тетраедрална структура, споени со шест единечни врски фосфор-фосфор. Тетраедарскиот распоред резултира со истегнување и нестабилност на прстенот. Иако и двата се нарекуваат „бел фосфор“, всушност се познати два различни кристални алотропи, кои се менуваат реверзибилно на 195,2 К.[3] Стандардна состојба на елементот е ккоцкест кристален систем на телото, која всушност е метастабилна во стандардни услови.[4] Се верува дека β формата има шестоаголна кристална структура.[3]

Растопен и гасовит белиот фосфор, исто така, ги задржува тетраедарските молекули, до 800 °C (1,500 °F; 1,100 K) кога ќе почне да се распаѓа до P2 молекули.[5] P4 молекула во гасната фаза има должина на PP врска од rg = 2.1994(3) Å како што била определено со дифракција на гасни електрони.[6] Формата β на бел фосфор содржи три малку различни P4 молекули, односно 18 различни должини на P-P врски- помеѓу 2,1768 (5) и 2,1920 (5) Å. Просечната должина на P-P обврзницата е 2,183(5) Å.

Хемиски својства

[уреди | уреди извор]

И покрај тоа што белиот фосфор не е најстабилниот алотроп на фосфорот, неговата молекуларна природа овозможува лесно прочистување. Така, дефинирано е дека има нулта енталпија на формирање.

Во база, белиот фосфор спонтано е диспропорционален со фосфинот и различните соли на фосфор оксиациселина.[7]

Многу реакции на белиот фосфор вклучуваат вметнување во P-P врските, како што е реакцијата со кислород, сулфур, фосфор трибромид и јонот NO <sup id="mweA">+</sup> .

Спонтано се пали во воздухот на околу 50 °C (122 °F), и на многу пониски температури ако се ситно поделени (поради депресија на точката на топење). Фосфорот реагира со кислород, обично формирајќи два оксида во зависност од количината на достапниот кислород:P
4O
6 (фосфор триоксид) кога се реагира со ограничено снабдување со кислород, и P
4O
10 кога се реагира со вишок кислород. Во ретки прилики,P
4O
7 ,P
4O
8 иP
4O
9 се формираат но во мали количини. Ова согорување дава фосфор(V) оксид:

P
4 + 5 O
2 → P
4O
10

Производство и употреба

[уреди | уреди извор]

Белиот алотроп може да се произведе со неколку методи. Во индустрискиот процес, фосфатната карпа се загрева во електрична или печка на гориво во присуство на јаглерод и силициум диоксид. Елементарниот фосфор потоа се ослободува како пареа и може да се собере под фосфорна киселина. Идеализирана равенка за оваа карботермална реакција е прикажана за калциум фосфат (иако фосфатната карпа содржи значителни количини флуороапатит, кој исто така би формирал силициум тетрафлуорид):

2 Ca
3(PO
4)
2 + 6 SiO
2 + 10 C → 6 CaSiO
3 + 10 CO + P
4

На овој начин, се проценува дека во 1988 година биле произведени околу 750.000 тони.[8]

Повеќето (83% во 1988 година) белиот фосфор се користи како претходник на фосфорната киселина, од која половина се користи за храна или медицински производи каде што чистотата е важна. Другата половина се користи за детергенти. Голем дел од преостанатите 17% главно се користат за производство на хлорирани соединенија фосфор трихлорид, фосфор оксихлорид и фосфор пентахлорид:[9]

P
4 + 10Cl
2 → 4PCl
5

Други производи добиени од бел фосфор вклучуваат фосфор пентасулфид и разни метални фосфиди.[8]

Други полиедрански аналози

[уреди | уреди извор]

Иако белиот фосфор го формира тетраедарот, наједноставната можна платонска цврста материја, не се познати други полиедарни фосфорни кластери. Белиот фосфор се претвора во термодинамички постабилен црвен алотроп, но тој алотроп не е изолиран полиедар.

Склоп од кубански тип, особено, веројатно нема да се формира, и најблискиот пристап е полуфосфорното соединение P
4(CH)
4, произведен од фосфалкини.[10] Другите кластери се термодинамички поповолни, а некои се делумно формирани како компоненти на поголеми полиелементарни соединенија.[11]

Безбедност

[уреди | уреди извор]

Белиот фосфор е прилично акутно токсичен, со смртоносна доза од 50-100 mg (1 mg/kg телесна тежина). Неговиот начин на дејствување не е познат, но се смета дека ги вклучува неговите редуцирачки својства, веројатно формирајќи средно редукциони соединенија како што се хипофосфит, фосфит и фосфин. Ги оштетува црниот дроб, бубрезите и другите органи пред на крајот да се метаболизира до нетоксичен фосфат. Хроничната изложеност на ниско ниво доведува до губење на забите и фосирана вилица која се чини дека е предизвикана од формирањето на амино бисфосфонати.[8][12][13]

Белиот фосфор се користи како оружје бидејќи е пирофорен. Од истите причини, опасно е да се ракува со него. Се преземаат мерки за заштита на примероците од воздух бидејќи тој ќе реагира со кислород на амбиентални температури, а дури и во мали примероци тоа може да доведе до самозагревање и евентуално согорување. Постојат анегдотски извештаи за проблеми за оние кои се занимаваат со плажа кои можат да собираат измиени примероци додека не се свесни за нивната вистинска природа.[14]

Поврзано

[уреди | уреди извор]

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ „White phosphorus“. American Chemical Society (англиски). Посетено на 2024-08-10.
  2. ↑ Weeks, Mary Elvira (1932). „The discovery of the elements. II. Elements known to the alchemists“. Journal of Chemical Education. 9 (1): 11. Bibcode:1932JChEd...9...11W. doi:10.1021/ed009p11.
  3. ↑ 3,0 3,1 Durif, A.; Averbuch-Pouchot, M.T. (1996). Topics in phosphate chemistry. Singapore [u.a.]: World Scientific. стр. 3. ISBN 978-981-02-2634-3.
  4. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име HS.
  5. ↑ Simon, Arndt; Borrmann, Horst; Horakh, Jörg (1997). „On the Polymorphism of White Phosphorus“. Chemische Berichte. 130 (9): 1235–1240. doi:10.1002/cber.19971300911.
  6. ↑ Cossairt, Brandi M.; Cummins, Christopher C.; Head, Ashley R.; Lichtenberger, Dennis L.; Berger, Raphael J. F.; Hayes, Stuart A.; Mitzel, Norbert W.; Wu, Gang (2010-06-01). „On the Molecular and Electronic Structures of AsP3 and P4“. Journal of the American Chemical Society. 132 (24): 8459–8465. Bibcode:2010JAChS.132.8459C. doi:10.1021/ja102580d. ISSN 0002-7863. PMID 20515032.
  7. ↑ Engel, Robert; Cohen, JaimeLee Iolani (2004). Synthesis of Carbon-Phosphorus Bonds (2nd. изд.). Boca Raton: CRC Press. §2.3. ISBN 0-8493-1617-0. LCCN 2003060796.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Diskowski, Herbert; Hofmann, Thomas (2000). „Phosphorus“. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a19_505. ISBN 978-3-527-30385-4. Грешка во наводот: Неважечка ознака <ref>; називот „Ull“ е зададен повеќепати со различна содржина.
  9. ↑ Chemistry Part I Class XII (PDF) (English) (Reprinted. изд.). India: NCERT. January 2019. стр. 177. ISBN 978-81-7450-648-1.CS1-одржување: непрепознаен јазик (link)
  10. ↑ Streubel, Rainer (1995). „Phosphaalkyne Cyclooligomers: From Dimers to Hexamers—First Steps on the Way to Phosphorus–Carbon Cage Compounds“. Angewandte Chemie International Edition in English. 34 (4): 436–438. doi:10.1002/anie.199504361.
  11. ↑ Грешка во наводот: Погрешна ознака <ref>; нема зададено текст за наводите по име Corbridge.
  12. ↑ Obscurants, National Research Council (US) Subcommittee on Military Smokes and (1999), „White Phosphorus Smoke“, Toxicity of Military Smokes and Obscurants: Volume 2 (англиски), National Academies Press (US), Посетено на 2025-02-04
  13. ↑ (Report). Отсутно или празно |title= (help); |access-date= бара |url= (help)
  14. ↑ Winter, George (1 October 2017). „A dangerous guide to beachcombing“. Chemistry World.
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Бел_фосфор&oldid=5335262“