Fosfor va uning birikmalari. Mishyak, surma, vismut birikmalari

Fosfor va uning birikmalari. Mishyak, surma, vismut birikmalari
Fosfor
Fosfor, 1669 yil (Brand, Germaniya) alkimyoviy filosofik toshni izlash natijasida (siydikni haydashda qoladigan qoldiqdan aniqlagan) ochgan. Fosfor nomi yunoncha yorug‘lik sochuvchi sо‘zidan olingan.
Fosfor VA guruh elementlari ichida ikkinchi tipik element metalmas. Nisbiy elektromanfiyligi bо‘yicha u, tipik metalmaslar ftor, kislorod, xlor, azot va oltingugurtdan keyin turadi.
Bosh kvant sonining va atom radiusining ortishi bilan azotdan fosforga о‘tganda fosfor kimyosi bir qancha о‘ziga xos xususiyatlarga ega bо‘ladi.
Birinchidan, beshta ionlanish potensiallari summasi (yig‘indisi) azotdan (266,8) fosforga о‘tganda (176,7) keskin kamayadi. Bu +5 oksidlanish darajasining barqarorligiga olib keladi. Bu bilan bir vaqtda fosfor +5 oksidlanish darajasida oksidlovchilik xossasini namoyon
qilmaydi (azotdan keskin farqi). Shu bilan azotning shunday oksidlanish darajasidagi birikmalarini yuqori barqarorligi tushuntiriladi. Aksincha fosforning vodorodli birikmalari azotnikiga nisbatan ancha beqaror.
Ikkinchidan, fosforda 3d–pog‘onachada bо‘sh bо‘lganligi uchun azotga nisbatan valent imkoniyatlari kо‘proq. Fosfordagi 3s2 pog‘onachadagi juftlashgan elektronlaridan bittasini tashqi energiya hisobiga 3d pog‘onachaga о‘tkazilganda, fosforda 5 ta toq elektron bо‘ladi va almashinish mexanizmi bо‘yicha fosforning kovalentligi 5 ga teng bо‘ladi.
Undan tashqari bо‘sh 3d – orbitallari donor–akseptor mexanizm bо‘yicha kovalent bog‘ hosil qilishda ishtirok etishlari mumkin.
Bu holda fosfor bо‘sh orbitallarga donor–elementlardan elektron juftlarni qabul qilib (donor–akseptor mexanizm bо‘yicha) akseptor bо‘ladi.
Katta valent imkoniyatlariga ega bо‘lgan fosfor yangi gibridlanish tiplarini, masalan, sp3d (k.c.5) va sp3d2 (k.s.6) namoyon qilishi mumkin, azot atomida bunday hollarni amalga oshishi mumkin emas. Ammo, fosfor kimyosida sp3–gibridlanishdagi hosilalari kо‘proq uchraydi.
Uchinchidan fosfor kimyosida polimer strukturalar hosil qilishga moyilligi yorqin ifodalangan. Fosfor kimyosida gomo bilan birga getero zanjirli qattiq polimerlari yaxshi ma’lum. Bu munosabatda Si–P–S qatorida gorizontal о‘xshashlikni qayd qilish zarurki fosforda xuddi kremniy va oltingugurtga о‘xshab kislorodga va ftorga moyilligi juda katta.
Tabiatda tarqalishi va tabiiy minerallari.
Fosfor faqat bog‘langan holda organizmlarda va minerallarda uchraydi. Tirik organizmlarda fosfor fosfolipidlar shaklida (masalan, lesitin nerv va miya moddalarida) fosfoproteidlar (fermentlar) ortofosfat kislotaning har xil efirlari va kalsiy fosfatlar (suyak va tishda) holida uchraydi. Qushlarning tezaklari tabiiy fosfor tutgan modda guanoni hosil qiladi.
Minerallari:
3Ca3(PO4)2 ∙ Ca(OH)2 – fosforit;
Ca3(PO4)2 ∙ Ca(Cl,OH,F)2- apatit yoki Ca5X(PO4)3 – X- =F-,Cl- OH-;
CepO4 – monasit.
Fosfatlar ayrim temir ma’danlari tarkibiga ham kiradi. Fosfatlar tabiatda tarqalishi bо‘yicha (8∙10-2 massa %), azot, oltingugurt va xromdan oldinda turadi.
Fosfor – hamma tirik organizmlar uchun hayotiy zarur element. U oqsil moddalar tarkibiga kiradi, о‘simliklarda, hayvonlar va insonlar organizmida uchraydi.
Fosforning olinishi
Fosfor–tabiiy fosforli birikmalarni yuqori temperaturada (15000S) qum (SiO2) ishtirokida koks bilan qaytarib olinadi. Qum kalsiy oksidni shlak–kalsiy silikatga bog‘laydi. Qaytarish uchun fosforit olinganda summar reaksiya tenglamasi quyidagicha ifodalanadi:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + P2 + 2CO
Gazsimon aralashmani (fosfor bug‘lari va is gazi) sovuq suvdan о‘tkaziladi, bunda oq fosfor kondensasiyalanadi.
Aslida bu jarayon borishini quyidagicha tassavvur qilish mumkin:
A) dastlab koks fosforitni kalsiy fosforidgacha qaytaradi.
Sa3(RO4)2 + 8S = Sa3R2 + 8SO
B) hosil bо‘lgan Sa3R2 fosforit bilan oksidlanish – qaytarilish reaksiyasiga kirishadi.
5Sa3R2 + 3Sa3(RO4)2 = 24SaO + 4R4
V) hosil bо‘lgan SaO qum bilan bog‘lanib shlak hosil qiladi:
Bu jarayonlarni soddalashtirilgan yig‘ma reaksiyasi yuqorida keltirilgan
Fosforning allotropik shakllari.
Fosforning allotropik shakllari xossalari quyidagi jadvalda keltirilgan.
Xossalari Oq fosfor Qizil fosfor Qora fosfor
1 2 3 4
Ranggi Oq Qizildan to binafshagacha Kulrang – qora
Hidi Chisnok Hidsiz Hidsiz

1 2 3 4
Qattiqligi bо‘yicha Mumsimon Qattiq Nisbatan yumshoq

Xarakterli shakli Metalmas Metalmas Metallik
Suyuqlanish temperaturasi 0S
440S Faqat yuqori bosim ostida suyuqlanadi. 2800C dan yuqorida oq fosfor parlariga о‘tadi.
Sublimasiyalanish t0C ~ 60 400 dan yuqorida 200S da zichligi
r =g/sm3
1,82 2,36 2,70
Eruvchanligi Suvda juda kam,
CS2 da yaxshi Erimaydi Erimaydi Reaksion qobiliyati Yuqori Past О‘rtacha
Lyuminessensiyalanishi Bor Yо‘q Yо‘q
Kristall panjara turi Molekulyar Atom Atom
Fosforning bir qancha allotropik shakllaridan eng muhimlari oq, qizil va qora osforlardir.
Fosforning allotropik shakllari orasida quyidagi о‘tishlar mavjud:
A) oq fosfor qizil fosfor; jarayon uy temperaturasida sekin, yopiq idishda 3300 S da tezlashadi;
B) qizil fosfor oq fosfor, 2800 S dan yuqori temperaturada, oddiy atmosfera bosimida haydaladi va oq fosfor holida kondensasiyalanadi.
V) oq fosfor qora fosfor; jarayon 10000 MPa (100000 atm) yoki oddiy atmosfera bosimida 3800S da katalizator (mayda disperslangan, simob) ishtirokida olib boriladi.
Oq fosfor 4 atomli molekula R4 holida bо‘ladi. Oq fosfor qorong‘ida havoda yashil shulalanadi (lyuminessensiya) issiqlik chiqishi bilan kuzatiladi, bu hodisa fosforning sekin oksidlanishi (R4O6) bilan bog‘liq bо‘lib, ajralib chiqadigan issiqlikda oq fosfor erib ke-
tishi va uni alanganlanishi sodir bо‘lishi mumkin (shu sababli oq fosfor suv ostida saqlanadi).
R4 – molekulasi tetraedr shaklga ega:
10000S dan yuqori temperaturada R4 molekulasi termik dissosiyalanadi. R4 ↔ 2R2

P P
P

P
0,22nM
Oq fosforni reaksion qobiliyati kuchli, u kislorod, galogenlar, oltingugurt va metallar bilan kuchli ta’sirlashadi. Oq fosfor juda zaharli, inson uchun о‘ldiradigan miqdori 0,15 g.
Oq fosfor ishqorlar eritmasida disproporsionirlash reaksiyasiga kirishadi:
2
1
2 2 2 2 4 4 3
4 2 2 2 2 2 3
3
3
2
1
2 2
0
4
( ) 2
2 3 ( ) 6 3 ( ) 2
3 3 3