Таблица Менделеева. Фосфор

Фосфор

Фосфор (от греч. phosphoros - светоносный; лат. Phosphorus) — элемент периодической системы химических элементов таблицы Менделеева, один из самых распространённых элементов земной коры, его содержание составляет 0,08—0,09 % её массы. Концентрация в морской воде 0,07 мг/л. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH) фосфорит Ca₃(PO₄)₂ и другие. Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах (см. фосфолипиды). Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни.

История

Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень, а получил светящееся вещество. Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для добычи. Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятных запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото. После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis (лат. «чудотворный носитель света»). Открытие фосфора Брандом стало первым открытием нового элемента со времён античности.
 Несколько позже фосфор был получен другим немецким химиком — Иоганном Кункелем.
 Независимо от Бранда и Кункеля фосфор был получен Р. Бойлем, описавшим его в статье «Способ приготовления фосфора из человеческой мочи», датированной 14 октября 1680 года и опубликованной в 1693 году.
 Усовершенствованный способ получения фосфора был опубликован в 1743 году Андреасом Маргграфом.
 Существуют данные, что фосфор умели получать еще арабские алхимики в XII в.
 То, что фосфор — простое вещество, доказал Лавуазье.

Происхождение названия

В 1669 году Хеннинг Бранд при нагревании смеси белого песка и выпаренной мочи получил светящееся в темноте вещество, названное сначала «холодным огнём». Вторичное название «фосфор» происходит от греческих слов «φῶς» — свет и «φέρω» — несу. В древнегреческой мифологии имя Фосфор (или Эосфор, др.-греч. Φωσφόρος) носил страж Утренней звезды.

Получение                

Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:
2Ca₃(PO₄)₂ + 10C + 6SiO₂ → P4 + 10CO + 6CaSiO₃.
 
 Образующиеся пары белого фосфора конденсируются в приёмнике под водой. Вместо фосфоритов восстановлению можно подвергнуть и другие соединения, например, метафосфорную кислоту:
4HPO₃ + 12C → 4P + 2H₂ + 12CO.

Физические свойства

Элементарный фосфор в обычных условиях представляет собой несколько устойчивых аллотропических модификаций; вопрос аллотропии фосфора сложен и до конца не решён. Обычно выделяют четыре модификации простого вещества — белый, красный, черный и металлический фосфор. Иногда их ещё называют главными аллотропными модификациями, подразумевая при этом, что все остальные являются разновидностью указанных четырёх. В обычных условиях существует только три аллотропических модификации фосфора, а в условиях сверхвысоких давлений — также металлическая форма. Все модификации различаются по цвету, плотности и другим физическим характеристикам; заметна тенденция к резкому убыванию химической активности при переходе от белого к металлическому фосфору и нарастанию металлических свойств.

Химические свойства

Химическая активность фосфора значительно выше, чем у азота. Химические свойства фосфора во многом определяются его аллотропной модификацией. Белый фосфор очень активен, в процессе перехода к красному и чёрному фосфору химическая активность резко снижается. Белый фосфор на воздухе светится в темноте, свечение обусловлено окислением паров фосфора до низших оксидов.

В жидком и растворенном состоянии, а также в парах до 800 °С фосфор состоит из молекул Р₄. При нагревании выше 800 °С молекулы диссоциируют: Р₄ = 2Р₂. При температуре выше 2000 °С молекулы распадаются на атомы.

Забавные исторические факты о химическом элементе – Фосфоре.

Среди всех химических элементов Периодической Системы Д.И. Менделеева, с Фосфором (элементом способным светиться в темноте), пожалуй, связано больше всего забавных историй, которые начинаются с момента открытия данного химического элемента. Датой открытия фосфора считается 1669 г, однако существуют некоторые указания на счет того, что фосфор был известен и ранее. В те времена все еще царила алхимия. Алхимики в поисках золота подвергали перегонки многие материалы, в том числе биологического происхождения, такие как кости, экскременты, мочу и т.п. С этого и начинается история фосфора.

В те далекие темные времена, жил человек по имени Хенниг Бранд. Он был алхимиком – самоучкой и разорившимся купцом, который мечтал поправить свое материальное положение при помощи алхимии. Пологая, что продукты биологического происхождения могут содержать в себе «первичную материю» (являющуюся основой Философского Камня), Бранд обратил особое внимание на человеческую мочу (возможно, из за ее золотисто – желтого цвета). Для своих опытов он собрал тонны мочи из солдатских казарм и выпарил ее до образования сиропообразной жидкости. Затем он вновь дистиллировал полученную субстанцию, получив при этом красное «уринное масло». Дистиллировав это масло он получил казалось бы совершенно бесполезный остаток, однако, прокаливая это вещество Бранд заметил, что на дне реторты образовывалась белая пыль, явственно светящаяся в темноте.

Алхимик решил, что ему удалось извлечь «элементарный огонь» и он с еще большим усердием начал продолжать свои эксперименты. Тут, как вы уже наверное поняли, превратить этот «огонь» в золото ему конечно же не удалось. Но, несмотря на это он долгое время держал в секрете свое открытие фосфора (от греч. Phosphorus – несущий свет). Однако, спустя какое то время и не получив желаемого золота, Бранд стал продавать свой секрет по цене во много раз превосходящей золото и обогатился на этом.

Помимо необычной истории открытия фосфора, есть и другие забавные истории об этом химическом элементе. Одна из них связана с именем нашего соотечественника Семена Исааковича Вольфковича, химика неорганика, умершего достаточно недавно (в 1980 г.). После окончания учебы в 1920 г., в течение 25 лет он был руководителем Московского Института Удобрений, занимаясь при этом производством минеральных удобрений и фосфора методом электрической возгонки.

Так вот, как раз в том же 1920 г. с ним и приключилась одна забавная история. Во время одного из опытов с белым фосфором (P4), часть вещества попала на одежду и ботинки Вольфковича. Когда ближе к ночи ученый отправился домой по неосвещенным улицам Москвы, его одежда начала излучать голубое сияние, а из-под ботинок высекались икры. Вскоре после этого среди жителей Москвы поползли слухи о некоем «светящемся монахе». Представьте удивление Семена Исааковича, когда он узнал, что родные жители Москвы признали в нем призрака.

Стоит отметить, что большой интерес представляют так же и многие соединения фосфора, например фосфин (PH3). Это очень ядовитый газ с неприятным запахом, вдыхание которого может привести к летальному исходу. Фосфин способен самовоспламеняться на воздухе и именно благодаря этому своему свойству он может вызывать такое мистическое явление как «блуждающие огоньки».

«Блуждающие огоньки» (Бесовские Огни или Огоньки Призраки) – это редкое природное явление, наблюдаемое по ночам на кладбищах, болотах и полях. Цвет этих огней может сильно варьироваться: от призрачно белого, голубоватого или зеленого, до живого пламени, без образования дыма. Действительно жутко увидеть посреди ночи летающий в воздухе огонек, а еще и в таком месте как кладбище. А всему виной, такое соединение фосфора, как фосфин.

Надеюсь, данная статья была вам интересна и помогла взглянуть по новому, на такой химический элемент, как Фосфор. Если это так, ставьте лайки, пишите в комментариях и подписывайтесь на мой канал.