Ֆոսֆոր

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Ֆոսֆոր
P

Ֆոսֆոր (լատիներեն՝ Phosphorus ), քիմիական տարր, որի նշանն է P և ատոմային թիվը՝ 15։ Հայտնաբերել է Հենինգ Բրանդը 1669-ին։ Բնության մեջ գտնվում է միայն միացությունների ձևով։ Հանդես է գալիս մի քանի ալոտրոպ ձևափոխություններով։ Ոչ մետաղ է։

Անունը[խմբագրել]

Անունն ստացել է շնորհիվ իր լուսարձակելու հատկության։ Ֆոսֆոր բառը ծագում է հունարեն φῶς՝ «լույս» և φέρω՝ «տանում եմ» բառերից։

  • Ֆոսֆորափայլ բառն սկզբում ունեցել է ֆոսֆորի արձակած լույսի նշանակությունը, հետագայում սկսել է գործածվել որպես առարկաների արձակած սառը լույս ընդհանրապես։

Ֆիզիկական հատկությունները[խմբագրել]

Ֆոսֆորի երկու կարևոր ալոտրոպ ձևերն են՝ սպիտակ ֆոսֆորը և կարմիր ֆոսֆորը։ Սև ֆոսֆորն ստացվում է սպիտակ ֆոսֆորը բարձր (շուրջ 1200 մեգապասկալ) ճնշման տակ տաքացնելիս։

Սպիտակ ֆոսֆոր[խմբագրել]

Սպիտակ ֆոսֆոր
Կարմիր ֆոսֆոր

Իր տեսքով և փափկությամբ սպիտակ ֆոսֆորը նման է մաքրած մեղվամոմի կամ պարաֆինի։ Խառնուրդների ազդեցությունից ունենում է դեղնավուն երանգ։

Լավ լուծվում է CS2-ում, tհալ=44°С, tեռ=281°С։ Թույլ տաքացնելիս օդում ինքնաբոցավառվում է։ Քիմիապես ակտիվ և խիստ թունավոր նյութ է, առաջացնում է ոսկորների քայքայում։ Չափահաս մարդու համար մահացու չափաբաժինը կազմում է 50-100 միլիգրամ։

Սպիտակ ֆոսֆորի բանաձևն է՝ P4։ Պահպանում են ձուլակտորների տեսքով՝ անօդ, հատուկ իներտ միջավայրում, մաքրած ջրի շերտի տակ։

  • Սպիտակ ֆոսֆորը լայնորեն օգտագործվում է որպես պայթուցիկ զինամթերքների բոցավառիչ։

Կարմիր ֆոսֆոր[խմբագրել]

Կարմիր ֆոսֆորը տարրական ֆոսֆորի կայուն ձևափոխությունն է։ Առաջին անգամ 1847 թ. Շվեդիայում ստացել է ավստրիացի քիմիկոս Անտոն Շրյոտերը՝ տաքացնելով սպիտակ ֆոսֆորը 500 °С-ի պայմաններում։

Կարմիր ֆոսֆորի խտությունն ավելի մեծ և հասնում է 2400 կգ/մ3-ի։ Բաց օդում պահպանելու դեպքում ֆոսֆորը խոնավության պայմաններում աստիճանաբար օքսիդանում է՝ առաջացնելով մածուցիկ ֆոսֆորաթթու։ Դրանից խուսափելու համար կարմիր ֆոսֆորը պահպանում են հերմետիկ տարաներում։

Սպիտակ ֆոսֆորի թունավորությունից կամիր ֆոսֆորինը մի քանի հազար անգամ պակաս է, ինչը նպաստում է, որ այն ունենա շատ ավելի լայն կիրառություն։

Կարմիր ֆոսֆորն ունի պոլիմերային կառուցվածք։ Այն կարելի է դիտարկել որպես P4-ի ածանցյալ, որտեղ խզված է P-P կապերից մեկը և հարևան քառանիստի հետ ստեղծվել է մի լրացուցիչ կապ և ստացվել է շղթայաձև կառուցվածք։ Նոր ստացված կառուցվածքի բանաձևն է Pn։

  • Կարմիր ֆոսֆորն օգտագործվում է լուցկու արտադրության ժամանակ։ Լուցկու տուփի կողային մակերևույթին քսված նյութը պարունակում է ֆոսֆոր, իսկ լուցկու գլխիկը՝ ծծումբ։ Լուցկու գլխիկը տուփի կողին քսելով, այն բոցավառվում է։

Սև ֆոսֆոր[խմբագրել]

Սև ֆոսֆորը տարրական ֆոսֆորի տարատեսակներից ամենաիներտն է։

Առաջին անգամ 1914 թ. ստացել է ամերիկացի ֆիզիկոս Փերսի Բրիջմենը՝ 20 հազար մթնոլորտ ճնշման և 230 °С ջերմաստիճանի պայմաններում։ Սև ֆոսֆորն ունի մետաղական փայլ և շատ նման է գրաֆիտին։ Ջրում և օրգանական լուծիչներում բացարձակապես չի լուծվում։

Էլեկտրահաղորդիչ է և ունի կիսահաղորդչի հատկություններ։

Քիմիական հատկությունները[խմբագրել]

Տարրական ֆոսֆորի ստացումը[խմբագրել]

P4 մոլեկուլը

Տարրական ֆոսֆորն ստանում են կալցիումի ֆոսֆատի, սիլիկահողի և ածխածնի խառնուրդն էլեկտրական վառարանում առանց օդի մուտքի մինչև 1600°С տաքացնելով՝

2Ca3(PO 4)2+6SiO2+10C→6CaSiO3+10CO↑+P4

Ստացված գազային P4-ը բաց թողնելով ջրի մեջ՝ վեր են ածում պինդ վիճակի։

Փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ[խմբագրել]

4P + 5O2 → 2P2O5 (կամ P2O3)
4P + 3O2 → 2P2O3

Ֆոսֆորի (III)օքսիդը (P2O3) սպիտակ բյուրեղային նյութ է։Գոլորշի վիճակում կազմված է P4O6 մոլեկուլներից tհալ =24°С tեռ=175°С։

2P + 3Cl2 → 2PCl3 (կամ PCl5)

Փոխազդեցությունը ակտիվ մետաղների հետ[խմբագրել]

3Li+P=Li3P
3Ca+2P=Ca3P2

Ինչպես նաև օքսիդիչ թթուների և ալկալիների հետ՝

3P + 5HNO3 + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO↑
4Р + 3KOH + 3Н2О → РН3↑ + 3KН2РО2

Ֆոսֆիդները մետաղների և ֆոսֆորի միացություններ են, որտեղ ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանը -3 է։ Նրանք աղատիպ պինդ միացություններ են, հեշտությամբ քայքայվում են ջրով կամ թթուներով՝ առաջացնելով ֆոսֆին.

Mg3P2+6H2O=3Mg(OH)2+2PH3
Li3P+3HCl=3LiCl+PH3

Ֆոսֆինը (PH3) սխտորի հոտով,թունավոր գազ է։Այն ունի ուժեղ վերականգնիչ և թույլ հիմնային հատկություններ։

Ֆոսֆորը բնության մեջ[խմբագրել]

Դեպի թթվածինը ունեցած իր բարձր ակտիվության հետևանքով, ֆոսֆորը բնության մեջ ազատ վիճակում չի հանդիպում։ Նա գտնվում է բուսահողում և հանքերում միայն ֆոսֆորական թթվի աղերի ձևով, առավելապես ֆոսֆորաթթվական կալցիումի կամ կալցիումի ֆոսֆատ՝ աղի ձևով։ Այն գլխավոր հանքերը, որոնց բաղադրության մեջ մտնում է այդ աղը, ապատիտը ու ֆոսֆորիտն են։

Կենսաբանական նշանակությունը[խմբագրել]

Բույսերը չեն կարող հաջողությամբ զարգանալ և պտղաբերել, եթե հողի մեջ անբավարար են ջրի մեջ լուծվող ֆոսֆորային միացությունները։ Հողի մեջ ֆոսֆորի պակասը լրացնելու համար օգտագորվծում են ֆոսֆորական պարարտանյութեր։

Միացությունների ձևով ֆոսֆորը մտնում է մարդու և կենդանիների ոսկրային, մկանային և նյարդային հյուսվածքներ կազմության մեջ։ Նրանց համար ֆոսֆորի աղբյուր է ծառայում բուսական սնունդը։ Սննդի մեջ ֆոսֆորի միացությունների պակասության դեպքում մարդու և կենդանիների մեջ առաջանում են լուրջ հիվանդություններ։

Ոսկորներ և ատամի էմալ[խմբագրել]

Ոսկորների և ատամի էմալի գլխավոր բաղադրիչ է հանդիսանում կալցիում պարունակող հիդրոքսիապատիտ միներալը՝ Ca10(PO4)6(OH)2։ Ոսկորների հյուսվածքների մեջ նրա պարունակությունը կազմում է կշռի 50%-ը, իսկ ատամի էմալի մեջ՝ 96%-ը։

Սինթեզված հիդրոքսիապատիտը բժշկության մեջ օգտագործվում է որպես ոսկորների լցանյութ և որպես իմպլանտատների ծածկույթ։

Տես նաև[խմբագրել]