Μπορείτε να περιγράψετε αλλοτροπικές τροποποιήσειςφώσφορος? Το άρθρο μας είναι αφιερωμένο στις ιδιότητες αυτής της συγκεκριμένης ουσίας. Υπάρχουν πολλές αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου στη φύση. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτό το θέμα.
Η έννοια της αλλοτροπίας
Τα χημικά στοιχεία μπορούν να σχηματίσουν διαφορετικάτύποι απλών ουσιών. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται αλλοτροπία. Μπορεί να οφείλεται σε δύο λόγους. Στην πρώτη περίπτωση, είναι ένας διαφορετικός αριθμός ατόμων ενός στοιχείου σε μια ουσία. Για παράδειγμα, οξυγόνο και όζον. Αποτελούνται από οξυγόνο. Μόνο το πρώτο αέριο περιέχει δύο άτομα και το δεύτερο - τρία.
Η αλλοτροπία του φωσφόρου είναι διαφορετικής φύσης.Όταν συνδέονται, τα άτομα του μπορούν να σχηματίσουν κρυσταλλικά πλέγματα διαφόρων τύπων. Πώς είναι αυτό δυνατόν? Τρεις ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται στο μόριο αυτής της ουσίας. Αλλά σε ζευγάρια συνδέονται μόνο με ένα. Οι άλλες δύο μονάδες σθένους χρησιμοποιούνται για να συνδέσουν το τρίτο και το τέταρτο άτομο. Έτσι, σχηματίζεται ένα πλέγμα ατομικού ή μοριακού κρυστάλλου.
Φώσφορος στη φύση
Υπό κανονικές συνθήκες, αυτή η ουσία δεν βρίσκεται στοκαθαρή μορφή. Αυτό οφείλεται στην υψηλή χημική του δραστηριότητα. Οι κύριες ενώσεις του φωσφόρου είναι άλατα - φωσφορίτες και απατίτες. Τα άτομα φωσφόρου είναι μέρος κυτταρικών μεμβρανών, οστικού ιστού και νουκλεϊκών οξέων, τα οποία είναι φορείς κληρονομικών πληροφοριών.
Ιδιότητες και ονομασία αλλοτροπικών τροποποιήσεων φωσφόρου
Ανάλογα με τον τύπο του κρυσταλλικού πλέγματοςΑυτή η ουσία μπορεί να παρουσιαστεί σε διάφορες τροποποιήσεις. Είναι λευκό, κίτρινο, κόκκινο και μαύρο. Οι αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου πήραν τα ονόματά τους λόγω του χρώματος. Υπό συνθήκες υψηλής πίεσης, ο λευκός και ο κόκκινος φωσφόρος μετατρέπονται σε μαύρο. Οι φυσικές ιδιότητες κάθε είδους είναι δραματικά διαφορετικές. Ας ρίξουμε μια ματιά σε καθένα ξεχωριστά.
Λευκός φωσφόρος
Λήψη αυτής της αλλοτροπικής τροποποίησης του φωσφόρουμπορεί να ονομαστεί "φανταστικό ατύχημα". Στα τέλη του 17ου αιώνα, ο Γερμανός αλχημιστής Henning Brand εργαζόταν για την απόκτηση του Philosopher's Stone. Σύμφωνα με τους θρύλους της εποχής, είχε καταπληκτικές ιδιότητες: να μετατρέψει τα σιδηρούχα μέταλλα σε χρυσό, να δώσει αιώνια ζωή και ελευθερία. Εξατμίζοντας ούρα, ο επιστήμονας έλαβε ένα ξηρό υπόλειμμα. Δεδομένου ότι αυτή η ουσία λάμπει στο σκοτάδι, ο Brand αποφάσισε ότι αυτός ήταν ο Φιλόσοφος Stone Πράγματι? ήταν λευκός φωσφόρος.
Εξετάστε τις ιδιότητες και τη δομή αυτού του αλλοτροπικούτροποποίηση φωσφόρου. Είναι μια άχρωμη ή κιτρινωπή κρυσταλλική ουσία. Η σκληρότητά του είναι μικρή - ο λευκός φωσφόρος μπορεί να κοπεί με ένα μαχαίρι κάτω από το νερό. Είναι αδιάλυτο στο νερό, τήκεται στους 44 βαθμούς Κελσίου.
Αυτή η αλλοτροπική τροποποίηση του φωσφόρου διαφέρειαπό όλους τους άλλους με σημαντική χημική δραστηριότητα. Ήδη στους 40 βαθμούς, αντιδρά με οξυγόνο και αναφλέγεται. Αυτή η μορφή είναι η πιο δηλητηριώδης.
Κίτρινος φωσφόρος
Αυτή η ουσία ανήκει στην ομάδα εξαιρετικά δηλητηριώδουςΤο μη επεξεργασμένο λευκό ονομάζεται κίτρινος φωσφόρος. Είναι πολύ εύφλεκτο στον αέρα. Αυτό παράγει μια φωτεινή πράσινη φλόγα και μια μεγάλη ποσότητα από λευκό καπνό. Δεδομένου ότι ο κίτρινος φωσφόρος είναι ικανός για αυθόρμητη καύση, αποθηκεύεται και μεταφέρεται μόνο κάτω από ένα στρώμα νερού.
Κόκκινος φωσφόρος
Αλλοτροπικές τροποποιήσεις του φωσφόρου μπορείμετατρέπονται ο ένας στον άλλο. Αυτό απαιτεί ορισμένες προϋποθέσεις. Έτσι, με παρατεταμένη θέρμανση υπό συνθήκες αυξημένης πίεσης και παρουσία διοξειδίου του άνθρακα, ο λευκός φωσφόρος μετατρέπεται σε κόκκινο. Αυτή η αντίδραση πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά στα τέλη του 19ου αιώνα από τον Αυστριακό χημικό Ritter Schrötter.
Ο κόκκινος φωσφόρος είναι χημικά λιγότερο δραστικός.Αυτή η ουσία διαλύεται μόνο σε λιωμένο μόλυβδο και βισμούθιο. Η διαδικασία καύσης δεν συμβαίνει όταν η θερμοκρασία αυξάνεται. Ο κόκκινος φωσφόρος μετατρέπεται σε ατμό, ο οποίος στη συνέχεια μετατρέπεται σε λευκό. Αλλά για να προκληθεί πυρκαγιά, είναι απαραίτητο να χτυπήσετε ή να αλέσετε αυτήν την ουσία.
Αυτή η τροποποίηση είναι λιγότερο δηλητηριώδης από το λευκό. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή σπίρτων ως βάση της ουσίας της επιφάνειας του κιβωτίου.
Μαύρος φωσφόρος
Μόνο τον 20ο αιώνα έγινε γνωστό ότι ο φωσφόροςσχηματίζει αλλοτροπικές τροποποιήσεις, οι οποίες είναι η πιο σταθερή και λιγότερο ενεργή μορφή. Αυτός είναι ο μαύρος φώσφορος. Αυτή τη φορά, η ανακάλυψη ανήκε στον Αμερικανό φυσικό Percy Bridgman, ο οποίος ήταν βραβευμένος με Νόμπελ. Αλλά έλαβε ένα υψηλό βραβείο όχι για την απόκτηση μαύρου φωσφόρου, αλλά για τη δημιουργία μιας συσκευής ικανής να δημιουργεί υψηλή ατμοσφαιρική πίεση. Αυτή ήταν μια από τις συνθήκες υπό τις οποίες ο κόκκινος φωσφόρος μετατρέπεται σε μαύρο.
Οπτικά, αυτή η τροποποίηση μοιάζει με γραφίτη.Πρόκειται για κρύσταλλα μαύρου χρώματος με μεταλλική λάμψη, λιπαρό στην αφή, αδιάλυτο στο νερό και οργανικές ουσίες. Αυτή η ουσία λιώνει μόνο σε θερμοκρασία 1000 βαθμών.
Τομείς εφαρμογής
Συγκρίνοντας τις ιδιότητες και τη δομή του αλλοτροπικούτροποποιήσεις του φωσφόρου, ένας μεγάλος αριθμός περιοχών χρήσης αυτής της ουσίας καθίσταται σαφής. Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά από αυτά. Ο κίτρινος φωσφόρος, που σχηματίζει μια πυκνή οθόνη καπνού, καθιστά αυτή την ουσία πρώτη ύλη για τις αμυντικές και στρατιωτικές βιομηχανίες. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιείται στην κατασκευή σφαιρών ιχνηλάτη. Η τροχιά του φωσφόρου, που σχηματίζεται όταν πυροδοτείται, εκτείνεται για ένα ολόκληρο χιλιόμετρο. Η ικανότητα του φωσφόρου να λάμπει χρησιμοποιείται στην παραγωγή χρωμάτων.
Πολλές ενώσεις χρησιμοποιούνται ευρέωςφώσφορος. Μαζί με το γκρι, η κόκκινη τροποποίηση χρησιμοποιείται για την απόκτηση αγώνων. Το χλωρίδιο χρησιμοποιείται ως πλαστικοποιητής και πρόσθετο ελέγχου παρασίτων.
Το χημικό στοιχείο φώσφορος είναι απαραίτητο για όλα τα ζωντανά.οργανισμοί για φυσιολογική ανάπτυξη. Η ημερήσια πρόσληψη είναι περίπου 1,5 γραμμάρια. Η ανανέωση αυτών των αποθεμάτων είναι δυνατή μέσω της κατανάλωσης δημητριακών, οσπρίων και γαλακτοκομικών προϊόντων.
Έτσι, ο φωσφόρος είναι ένα χημικό στοιχείο πουμπορεί να έχει τη μορφή πολλών απλών ουσιών. Με άλλα λόγια, για να σχηματίσουν αλλοτροπικές τροποποιήσεις. Ανάλογα με τον τύπο του κρυσταλλικού πλέγματος, μπορεί να είναι λευκό, κίτρινο, κόκκινο ή μαύρο φωσφόρο. Κάθε μία από αυτές τις τροποποιήσεις έχει διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, φυσιολογικές επιδράσεις στο σώμα και το πεδίο εφαρμογής.
