Phosphor

I. Vị trí và cấu hình electron của phosphor

- Phosphor (Z =15): 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

- Trong bảng tuần hoàn hóa học phosphor: ở ô thứ 15, nhóm VA, chu kì 3.

- Trong hợp chất hóa trị của P có thể là 5 (so có 5 electron ở lớp ngoài cùng), trong một số hợp chất P có hóa trị 3.

II. Tính chất vật lý của phosphor

III. Tính oxi hóa của phosphor

- Các mức oxi hóa có thể có của P: -3, 0, +3, +5

- P hoạt động hóa học mạnh hơn N₂ vì liên kết P - P kém bền hơn so với liên kết N≡ N

- P trắng hoạt động hơn P đỏ (vì P trắng có kiểu mạng phân tử còn P đỏ có cấu trúc kiểu polymer).

Tính oxi hóa của phosphor

- Tính oxi hóa thể hiện khi P có phản ứng với một số kim loại hoạt động tạo thành phosphide kim loại:

$20P\,\, + \,\,3Mg\,\,\xrightarrow{{{t^o}}}\,\,M{g_3}{P_2}$ (magnesium phosphide)

- Các muối phosphide bị thủy phân mạnh giải phóng phosphin (PH­₃).

Ca₃P₂ + 6H₂O → 2PH₃↑ + 3Ca(OH)₂

IV. Phosphor tác dụng với oxygen

Phosphor cháy trong không khí khi đốt nóng:

4P + 3O_2 thiếu $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2P₂O₃ (diphospho trioxitde)

4P + 5O_2 dư  $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2P₂O₅ (diphospho pentoxide)

V. Phosphor tác dụng với halogen

Phosphor tác dụng với halogen khi đốt nóng:

2P + 3Cl_2 thiếu $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2PCl₃

2P + 5Cl_2 dư  $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2PCl₅

VI. Phosphor tác dụng với các chất oxi hóa khác

Phosphor thể hiện tính khử khi tác dụng với các hợp chất có tính oxi hóa:

$6\mathop {{P_{đỏ}}}\limits^0 \, + 5K\mathop {Cl}\limits^{ + 5} {O_3}\,\,\xrightarrow{{{t^o}}}\,\,3\mathop {{P_2}}\limits^{ + 5} {O_5} + 5K\mathop {Cl}\limits^{ - 1}$ (phản ứng xảy ra khi quẹt diêm)

$6\mathop P\limits^0 {\,_{trắng}} + 5{K_2}\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 6} {O_7}\,\,\xrightarrow{{{t^o}}}\,\,\,5\mathop {{K_2}}\limits^{} O\,\, + \,\,5\mathop {C{r_2}}\limits^{ + 3} {O_3}\,\, + \,\,3\mathop {{P_2}}\limits^{ + 5} {O_5}$

$\mathop P\limits^0  + 5H\mathop N\limits^{ + 5} {O_3}_{\,\,đặc}\xrightarrow{{{t^o}}}\,\,{H_3}\mathop P\limits^{ + 5} {O_4}\,\, + \,\,5\mathop N\limits^{ + 4} {O_2}\,\, + \,\,{H_2}O$

VII. Trạng thái tự nhiên của phosphor

- Trong tự nhiên phosphor nằm ở dạng muối của phosphoric acid. Hai khoáng vật chính của phosphor là aptite 3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂ và phosphorite Ca₃(PO₄)₂.

- Ngoài ra, phospho còn có trong protein của thực vật; trong xương, răng, tế bào não của con người và động vật.

VIII. Ứng dụng và sản xuất phosphor

1. Ứng dụng

- Phần lớn dùng để sản xuất phosphoric acid, phần còn lại chủ yếu sản xuất diêm.

- Phosphor được dùng vào mục đích quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói…

2. Sản xuất

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO (lò điện ở 1500⁰C)