Photpho (P); M(P) = 31
- Vị trí, cấu hình
- Cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
+ Chu kì 3
+ Nhóm VA
+ Vị trí: ô 15
- Biểu diễn e trên obitan:
↑↓ | ↑ ↑ ↑
3s 3p
→ P có hóa trị 3
- Ở trạng thái kích thích:
↑ | ↑ ↑ ↑ | ↑
→ P có hóa trị 5
- 1. Tính chất vật lí
Thường gặp 2 dạng thù hình phổ biến là P đỏ và P trắng:
- P trắng là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc vàng nhạt, giống sáp, cấu trúc mạng tinh thể phân tử. P trắng mềm, dễ nóng chảy. P trắng không tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ; rất độc, gây bỏng nặng khi rơi vào da; bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 400c, bảo quản bằng cách ngâm trong nước. Ở nhiệt độ thường, P trăng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối.
- P đỏ là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime, khó nóng chảy và khó bay hơi hơn P trắng; không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối. Chỉ bốc cháy ở nhiệt độ trên 2500c. Khi đun nóng không có không khí, P đỏ chuyển thành dạng hơi, khi làm lạnh thì hơi của nó ngưng tụ lại thành P trắng.
- 2. Tính chất hóa học
- 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 polime).
- a. Tính oxi hóa
P có phản ứng với nhiều kim loại → muối photphua:
2P + 3Mg → Mg3P2
Các muối photphua bị thủy phân mạnh giải phóng photphin (PH3).
Ca3P2 + 6H2O → 2PH3 + 3Ca(OH)2
Photphin là một khí không màu rất độc, có mùi tỏi, bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ gần 1500C.
2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
- b. Tính khử
- Phản ứng với phi kim: O2, halogen...
4P + 3O2 → 2P2O3
4P + 5O2 → 2P2O5 (nếu O2 dư)
(P trắng phản ứng được ở ngay nhiệt độ thường và có hiện tượng phát quang hóa học; P đỏ chỉ phản ứng khi nhiệt độ > 2500C).
2P + 3Cl2 → 2PCl3
2P + 5Cl2 → 2PCl5
- Phản ứng với các chất oxi hóa khác
6Pđ + 3KClO3 → 3P2O5 + 5KCl (t0) (phản ứng xảy ra khi quẹt diêm)
6Pt + 5K2Cr2O7 → 5K2O + 5Cr2O3 + 3P2O5
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
2P + 5H2SO4 đặc → 2H3PO4 + 3H2O + 5SO2
- 3. Trạng thái tự nhiên và điều chế
- Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Hai khoáng vật chính là apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2.
- Điều chế:
Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C → 3CaSiO3 + 2P + 5CO (lò điện ở 15000C)
P hơi ---> P rắn, trắng (đk làm lạnh)
4; Ứng dụng
- Sản xuất diêm, axitphotphoric H3PO4.
- Dùng vào mục đích quân sự như sản xuất bom.