Fosforul

 Poziþia în sistemul periodic ºi structura atomului. Elementul chimic fosfor P este situat în perioada a III-a, în subgrupa principalã a grupei a V-a. Alte caracteristici ale fosforului sînt indicate în tabelul 4.1. Rolul biologic. Fosforul este numit „elementul vieþii ºi al raþiunii“. ªi pe bunã dreptate. El este indispensabil activitãþii creierului, contractãrii muºchilor, transmiterii informaþiei ereditare, funcþionãrii celulelor. Insuficienþa de fosfor duce la dezvoltarea rahitismului. De aceea în raþia alimentarã zilnicã a fiecãrui om trebuie sã intre alimente bogate în fosfor – peºte, pîine neagrã etc. Fosforul, ca ºi azotul, este necesar plantelor în procesul de fotosintezã. El mãreºte rezistenþa plantelor la secetã ºi asigurã creºterea lor. Rãspîndirea în naturã. În scoarþa terestrã se aflã doar 0,12% de fosfor, iar în organismele vii – de zece ori mai mult. În naturã, fosforul nu se întîlneºte în stare 4.11. Fosforul 98 Nemetalele şi compuşii lor Utilizarea. Cele mai mari cantitãþi de fosfor se folosesc la producerea industrialã a acidului fosforic ºi a îngrãºãmintelor minerale. Alte domenii de utilizare a fosforului sînt prezentate în fig. 4.27. Apatit Ca5(PO4)3F Fosforit Ca3(PO4)2 Fosforul roºu este utilizat la fabricarea chibriturilor. De menþionat cã chibritul a parcurs o cale lungã pînã sã devinã lipsit de pericol ºi accesibil. Chibriturile pe care le folosim se numesc „suedeze“, deoarece au fost fabricate pentru prima datã în Suedia. Orizonturile chimiei liberã (de ce?), ci doar sub formã de fosfat de calciu Ca3(PO4)2, ce intrã în componenþa minereurilor: apatite ºi fosforite. Proprietãþile fizice ºi chimice. Fosforul este o substanþã solidã. El formeazã cîteva forme alotropice, cele mai cunoscute fiind fosforul alb ºi fosforul roºu (fig. 4.26). Aceste forme se deosebesc între ele dupã structurã ºi proprietãþi. Fosforul alb este otrãvitor, lumineazã în întuneric, oxidîndu-se în aer: 4P + 3O2 = 2P2O3 + Q oxid de fosfor (III) Aproape toatã energia acestei reacþii se eliminã sub formã de luminã. Fosforul alb se poate autoaprinde în aer. El este alcãtuit din molecule P4 cu legãturi covalente simple P-P. Alchimistul german H. Brand, cãutînd iluzoric „piatra filozofalã“, capabilã sã transforme metalele în aur (a. 1669), a descoperit o substanþã nouã, pe care a numit-o „fosfor“, adicã „purtãtor de luminã“. Fosforul alb este pãstrat sub apã. La o încãlzire uºoarã, în lipsa aerului, el se transformã în fosfor roºu, stabil în condiþii obiºnuite. Fosforul roºu nu este otrãvitor. El arde în aer doar dacã este aprins, degajînd un fum alb, cu miros specific: 4P + 5O2 = 2P2O5 oxid de fosfor (V) Care sînt componentele de bazã ale chibriturilor? Se amestecã bine fosfor roºu, sticlã mãrunþitã ºi clei. Masa obþinutã se aplicã pe pãrþile laterale ale cutiei de chibrituri. Vîrful chibritului se moaie într-un amestec de sare KClO3 (clorat de potasiu), sticlã mãrunþitã, sulf ºi oxid de mangan (IV) MnO2. La frecare, fosforul se aprinde. Procesul decurge conform schemei: 2KClO3 ® 2KCl + 3O2 4P + 5O2 = 2P2O5 (fum caustic) S + O2 = SO2 Vaporii formaþi la arderea chibriturilor sînt dãunãtori! Nu aprindeþi multe chibrituri! Încercaþi sã treceþi, în întuneric, cu un chibrit peste marginea cutiei, fãrã a-l aprinde. Veþi observa o urmã luminoasã. În acest moment fosforul roºu se transformã în fosfor alb. ® ® [MnO2] 99 Nemetalele şi compuşii lor Fig. 4.27. Domeniile de utilizare a fosforului. 1. Din variantele propuse, alegeþi caracteristicile fosforului: numãrul atomic: a) 15; b) 31; c) 7; d) 14; sarcina nucleului: a) +7; b) +15; c) +31; d) +14; numãrul de electroni: a) 31; b) 7; c) 15; d) 14; numãrul straturilor electronice: a) 2; b) 3; c) 4; d) 1; numãrul de electroni pe stratul exterior: a) 3; b) 5; c) 7; d) 15. 2. Caracterizaþi substanþa simplã fosforul: a) formele alotropice; b) proprietãþile fizice; c) proprietãþile chimice. Rachete de semnalizare Chibrituri Îngrãºãminte minerale Bombe incendiare Reactivi chimici Film fotografic Bombe de camuflaj Medicamente Mase plastice 1. Caracterizeazã elementul chimic fosfor conform urmãtorului algoritm: a) simbolul chimic; b) masa atomicã relativã; c) poziþia în sistemul periodic; d) structura atomului; e) valenþa ºi gradul de oxidare; f) formula ºi caracterul oxidului superior; g) formula ºi caracterul hidroxidului (acidului oxigenat). 2. Sub ce formã se întîlneºte fosforul în naturã? De ce? 3. Sub ce formã se degajã energia la oxidarea ºi arderea fosforului alb ºi roºu? Scrie ecuaþiile reacþiilor ºi indicã posibilitãþile de utilizare a lor. 4. Ce masã de oxid de fosfor (V) se formeazã la arderea fosforului cu masa de 124 g? *5. Fosforul formeazã cu clorul doi compuºi cu partea de masã a clorului de 77,45% ºi respectiv 85,13%. Stabileºte formula molecul