Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Фосфор и его соединения

Неметаллы

Фосфор и его соединения

План урока

  • Строение атома фосфора.
  • Фосфор как простое вещество.
  • Химические свойства фосфора.
  • Соединения фосфора.

Цели урока

  • Рассмотреть строение атома фосфора.
  • Дать характеристику фосфору как простому веществу и его соединениям.

Разминка

  • Охарактеризуйте положение фосфора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
  • Сравните строение атома азота и фосфора. Какой элемент будет обладать более выраженными окислительными свойствами, а какой – восстановительными? Объясните.

Рисунок 1. Строение атома фосфора Рисунок 1. Строение атома фосфора

Порядковый номер фосфора 15, следовательно, атом фосфора будет содержать 15 протонов в ядре и 15 электронов в электронной оболочке, располагающиеся на трех энергетических уровнях.

 

Для завершения внешнего электронного слоя и приобретения устойчивого состояния фосфору не хватает трех электронов. Он принимает их и приобретает степень окисления −3. Конечно, электроны в атоме фосфора находятся дальше от ядра, чем у атома азота, и менее сильно связаны с ним, но фосфор все же является типичным неметаллом. Также фосфор способен отдать все пять электронов с последнего энергетического уровня, тогда его степень окисления повысится до +5. Такая степень окисления максимальна для фосфора.


К металлам или неметаллам следует отнести фосфор? Почему?


Нахождение в природе

 

Рисунок 2. Апатит Рисунок 2. Апатит

В свободном состоянии фосфор не встречается. Он образует примерно 190 минералов. Важнейшие из них – апатиты и фосфориты, по больше части состоящие из фосфата кальция.

 

Фосфор относится к биогенным элементам. Он входит в состав всех живых организмов. Например, в плодах, семенах, в жировой ткани, а также в головном мозге. 

Рисунок 3. Фосфорит Рисунок 3. Фосфорит

Скелет человека и животных главным образом формируется за счет соединений фосфора и кальция.

 

Главный источник энергии для каждой клетки – АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) – соединение фосфора.

Фосфор как простое вещество

 

Для фосфора характерно явление аллотропии. Он образует несколько аллотропных модификаций, самые известные – белый и красный фосфор.

Рисунок 4. Белый фосфор Рисунок 4. Белый фосфор

  • Белый фосфор .

По структуре очень похож на воск, легко режется ножом. В твердом состоянии белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку.  Формула – Р4.

 

Способен к хемилюминесценции (при окислении кислородом начинает светиться). При попадании в атмосферу воздуха начинает реагировать с кислородом – самовозгораться. Очень ядовит!

Рисунок 5. Красный фосфор Рисунок 5. Красный фосфор

  • Красный фосфор .

Твердое вещество красно-бурого цвета. Менее активен, чем белый фосфор и не токсичен и не светится на воздухе. Горит ярким пламенем с выделением густого белого дыма.

Химические свойства фосфора

 

Фосфор обладает как окислительными, так и восстановительными свойствами. По отношению к элементам с меньшей, чем у него электроотрицательностью, он − окислитель. По отношению к элементам с большей электроотрицательностью он – восстановитель. 

 

Окислительные свойства.

 

1. Взаимодействие с металлами .

 

Образуются фосфиды – бинарные соединения, в которых фосфор проявляет степень окисления −3:

3K0 + P0 = K3+1P-3

 

Фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов разлагаются водой с выделением фосфина:
 

Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2PH3

 

Фосфин – летучее водородное соединение фосфора – газ с неприятным запахом испорченной рыбы.

 

2. Взаимодействие с водородом .

 

При температуре 300-360°С образуется фосфин:
 

P4 + 6H2 = 4PH3

 

Фосфин самовозгорается на воздухе:
 

2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O

 

Восстановительные свойства.

 

1. Взаимодействие с кислородом :
 

4P0 + 5O20 = 2P2+5O5-2

 

2. Взаимодействие с галогенами :
 

2P0 + 5Cl20 = 2P+5Cl5-1

 

3. Взаимодействие со сложными веществами-окислителями :
 

Р + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2O

 

Образуется фосфорная кислота H3PO4.


 Упражнение 1

 

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующую цепочку превращений:
 

P  Ca3P2  PH3  P2O5


Соединения фосфора

 

Из соединений фосфора мы рассмотрим два оксида, одну кислоту и ее соли. Начнем с оксидов.

 

Фосфор образует два оксида: оксид фосфора (III) и оксид фосфора (V).

 

Оксид фосфора (III) P2O3 имеет кислотный характер. Представляет собой белое кристаллическое вещество с неприятным запахом. Кислотному оксиду соответствует кислота – фосфористая с формулой H3PO3.


Степень окисления фосфора в кислотном оксиде и соответствующей ему кислоте совпадает.


Оксид фосфора (V) P2O5 также кислотный. Твердый, белого цвета. Данный оксид – очень гигроскопичное вещество, то есть способно жадно поглощать водяные пары. Ему соответствует фосфорная кислота H3PO4, которая образуется при растворении оксида в воде:
 

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

 

Также оксид фосфора (V) взаимодействует с щелочами, образуя соли фосфорной кислоты – фосфаты:
 

P2O5 + 6KOH = 2K3PO4 + 3H2O

 

Перейдем непосредственно к самой фосфорной кислоте.

 

Фосфорная кислота

 

Фосфорная кислота имеет еще одно название − ортофосфорная кислота. Это твердое вещество белого цвета. Является очень гигроскопичной, как и ее оксид. При продолжительном нахождении на воздухе она превращается в вязкую жидкость.

 

Ортофосфорная кислота проявляет типичные свойства кислот, реагируя с оксидами и гидроксидами щелочных и щелочноземельных металлов, а также с солями.


Пример 1

 

Запишите уравнение реакции фосфорной кислоты с оксидом кальция.


Решение

 

  1. Оксид кальция – оксид щелочноземельного металла с формулой CaO.
  2. При взаимодействии оксида и кислоты образуется соль и вода.
  3. Запишем уравнение реакции:
     

3CaO + 2H3PO4 = Ca3(PO4)2 + 3H2O


Упражнение 2

 

Запишите уравнения реакций фосфорной кислоты с гидроксидом натрия и карбонатом калия.


Разбавленную фосфорную кислоту получают обработкой фосфатов раствором серной кислоты:
 

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4

 

А концентрированную фосфорную кислоту получают, окисляя красный фосфор до оксида фосфора (V), который после растворяют в воде.

 

Ортофосфорная кислота находит широкое применение в различных областях деятельности человека:
 

  • производство удобрений;
  • пищевая промышленность;
  • звероводство;
  • деревообрабатывающая промышленность;
  • производство строительных материалов и бытовой химии;
  • соли фосфорной кислоты используются для смягчения воды.

Соли фосфорной кислоты

 

Все фосфаты – нерастворимые соединения, кроме фосфатов калия и натрия.

 

Качественная реакций на фосфат ион – взаимодействие фосфорной кислоты или ее соли с раствором нитрата серебра. Образуется осадок желтого цвета:
 

3Ag+ + PO43 = Ag3PO4


Для данного сокращенного ионного уравнения запишите молекулярное и полное ионное уравнения:
 

3Ag+ + PO43 = Ag3PO4


Контрольные вопросы

 

  1. Опишите строение атома фосфора. Какие степени окисления проявляет фосфор в соединениях?
  2. Дайте характеристику оксидам фосфора.
  3. Охарактеризуйте фосфорную кислоту по химическим свойствам.


 

Предыдущий урок
Кремний и его соединения. Силикатная промышленность
Неметаллы
Следующий урок
Халькогены. Сера. Сероводород и сульфиды
Неметаллы
  • Определение геометрической прогрессии. Формула n-го члена геометрической прогрессии

    Алгебра

  • Импульс. Изменение импульса материальной точки. Система тел. Закон сохранения импульса. Применение закона сохранения импульса при решении задач

    Физика

  • Рост и развитие организмов

    Биология

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке