Ֆոսֆոր

Ֆոսֆոր ( ), քիմիական տարր, որի նշանն է P։ Գտնվում է տարրերի պարբերական համակարգի 3-րդ պարբերության 5-րդ խմբում։ Կարգահամարը՝ 15, ատոմական զանգվածը՝ 30,97376։ p տարր է, ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է՝ 3s2Зр3, К և Լ թաղանթները լրացված են։ Բնական ֆոսֆորը բաղկացած է միայն 31Р կայուն իզոտոպից։

Ստացվել են 28P (T½=6,27 վրկ), 29P (4,45 վրկ), 30P (2,55 ր), 32P (14,22 օր), 33P (25 օր) և 34P (12,5 վրկ) արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպները։

Պատմություն 
Ֆոսֆորի հայտնաբերումը վերագրվում է համբուրգցի ալքիմիկոս Հ․ Բրանդին (1669), որն ստացավ երկնագույն լուսարձակող նյութ՝ «սառը կրակ», և անվանեց ֆոսֆոր ( - լույս և «φέρω» - կրող)։ Ֆոսֆորի տարրական բնույթը հայտնաբերել է Ա․ Լավուազիեն (1783)։

Հայտնաբերել է Հենինգ Բրանդը 1669 թվականին։ Բնության մեջ գտնվում է միայն միացությունների ձևով։ Հանդես է գալիս մի քանի ալոտրոպ ձևափոխություններով։ Ոչ մետաղ է։

Անվանում
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։

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

 

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

Ֆոսֆորի գոլորշիները փոշեզրկելուց հետո սառեցնում են (50 °C) և ստացվող տեխնիկական սպիտակ ֆոսֆորը հավաքում ջրի տակ։

Ֆոսֆորը հիմնականում օգտագործվում է ֆոսֆորական թթու և նրանից ֆոսֆորական պարարտանյութեր և այլ ֆոսֆատներ ստանալու համար։

Ֆիզիկական հատկություններ
Ֆոսֆորը բնության մեջ տարածված տարր է, կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 9,3․10−2% (տարածվածությամբ 13-րդն է)։
Ֆոսֆորը բնորոշ հոտով, անգույն, մոմակերպ, թունավոր նյութ է, ստացվում է ֆոսֆորի գոլորշիները սառեցնելիս։

Հալման ջերմաստիճանը 44,1 °C, եռմանը՝ 280,5 °C, խտությունը՝ 1828 կգ/մ3։ Օդում (40 °C-ում) ինքնաբռնկվում է (պահում են ջրի տակ)։ Բաղկացած է Р4 մոլեկուլներից (Ֆոսֆորի մյուս ձևափոխություններն ատոմական պոլիմերներ են)։ Տաքացնելիս 250-300 °C դանդաղ փոխարկվում է կարմիր ֆոսֆորի։ Այն առաջացնում է բյուրեղական մի քանի ձևափոխություններ, որոնք 416-423 °C-ում սուբլիմվում են և ունեն 2000-2400 կգ/մ3 խտություն։

Քիմիապես ավելի պասսիվ է, օդում բռնկվում է 240-250 °C տաքացնելիս, համարյա թունավոր չէ։ Չի լուծվում ջրում և ծծմբածխածնում։ Ապրանքային կարմիր ֆոսֆորը գործնականորեն ամորֆ է, գույնը՝ կարմրաշագանակագույնից մանուշակագույն։

Սպիտակ ֆոսֆորը ճնշման տակ (մոտ 15 000 մթնոլորտ) տաքացնելիս՝ 200-220 °C, փոխարկվում է սև ֆոսֆորի (նման է գրաֆիտին, կիսահաղորդիչ է)։

Հեղուկ և գազային ֆոսֆորը բաղկացած է P4 մոլեկուլներից։ Ֆոսֆորը տիպիկ ոչ մետաղ է, քիմիապես ակտիվ է։ Միացություններում գերազանցապես ցուցաբերում է -3, +3 և +5 օքսիդացման աստիճաններ (արժեքականությունը 3 և 5, հազվադեպ 4, 1 և 4)։ Ոչ մետաղների հետ առաջացնում է կովալենտային կապ։
Առաջացնում է սահմանափակ թվով իոնական միացություններ (Na3P, Ca3P2 և այլն)։ Ֆոսֆորը վերականգնիչ է, օքսիդացնող հատկությունները շատ թույլ են արտահայտված։ 
Ֆոսֆորի երկու կարևոր ալոտրոպ ձևերն են՝ սպիտակ ֆոսֆորը և կարմիր ֆոսֆորը։ Սև ֆոսֆորն ստացվում է սպիտակ ֆոսֆորը բարձր (շուրջ 1200 մեգապասկալ) ճնշման տակ տաքացնելիս։

Քիմիական հատկություններ 

Ջրածնի հետ անմիջականորեն չի միանում։ Ֆոսֆինը՝ РН3, ստացվում է կալցիումի ֆոսֆիդի՝ СаР2 և ջրի փոխազդեցությամբ։

Հայտնի են նաև ֆոսֆորի հեղուկ (երկֆոսֆին՝ Р2Н4) և պինդ ջրածնական միացությունները։

P-ի այրման հետևանքով առաջանում է հնգօքսիդը՝ Р4О5, թթվածնի անբավարարության դեպքում՝ եռօքսիդը (P2O3)

  
 

Ֆոսֆորի (V) օքսիդը՝ Р4О5, ֆոսֆորական թթվի անհիդրիդն է, ջրի հետ առաջացնում է ֆոսֆորական, թթուներ։

 

Ֆոսֆորի (III) օքսիդին համապատասխանում է ֆոսֆորային թթուն՝ Н3РО3, որը թույլ, երկհիմն թթու է (խիստ թունավոր)։ Ֆոսֆորը հեշտությամբ միանում է հալոգենիդների հետ՝ առաջացնելով եռհալոգենիդներ (PF3 և այլն) և հնգահալոգենիդներ՝ (РСЬ և այլն)։

 

Հայտնի են նաև ֆոսֆորի այլ հալոգենիդները (PCl, Р2F4) և օքսիհալոգենները (POCl3, POF3)։ Առավել ուսումնասիրված են եռքլորիդը և հնգաքլորիդը, որոնք օգտագործվում են օրգանական սինթեզում։

Տաքացնելիս միանում է ծծմբի, ազոտի և ածխածնի (2000 °C) հետ՝ առաջացնելով սուլֆիդներ (P4S3, P4S3, P4S7, P4S10), նիտրիդներ (PN, РгМ3, P3N5) և կարբիդ (РС3), որոնք քիմիապես կայուն բյուրե¬ ղական նյութեր են։

 

 Փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ
 

Ֆոսֆորի (III) օքսիդը (P2O3) սպիտակ բյուրեղային նյութ է։ Գոլորշի վիճակում կազմված է P4O6 մոլեկուլներից tհալ =24°Շ tեռ=175 °C։
Ինչպես նաև օքսիդիչ թթուների և ալկալիների հետ՝

 
 

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.

 

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

Բնության մեջ 
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 նշանակություն 
Բույսերը չեն կարող հաջողությամբ զարգանալ և պտղաբերել, եթե հողի մեջ անբավարար են ջրի մեջ լուծվող ֆոսֆորային միացությունները։
Հողի մեջ ֆոսֆորի պակասը լրացնելու համար օգտագործում 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 
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
 Պարբերական աղյուսակ

Ծանոթագրություններ

Արտաքին հղումներ 
 Ֆոսֆորական լուսինն - փորձ սպիտակ ֆոսֆոր հետ
 Ֆոսֆոր, գիտսկսն ֆիլմ
 Ֆոսֆորը Webelements-ում
 Ֆոսֆորը քիմիական տարրերի հայտնի հանրագիտարանում

Ոչ մետաղներ
Ալոտրոպություն
Ֆոսֆոր