Фосфор ба түүний нэгдлүүд. Фосфорын нэгдлүүдийн практик хэрэглээ

2024 Зохиолч: Angel Austin | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 05:36

Биоген элементүүд дотроос фосфор онцгой байр эзэлнэ. Үнэн хэрэгтээ үүнгүйгээр жишээлбэл, ATP эсвэл фосфолипид, түүнчлэн бусад олон органик бодисууд гэх мэт амин чухал нэгдлүүд байх боломжгүй юм. Үүний зэрэгцээ энэ элементийн органик бус бодис нь янз бүрийн молекулуудаар маш баялаг юм. Фосфор ба түүний нэгдлүүд нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг, биологийн үйл явцын чухал оролцогчид бөгөөд хүний үйл ажиллагааны янз бүрийн салбарт ашиглагддаг. Тиймээс энэ элемент юу вэ, түүний энгийн бодис, хамгийн чухал нэгдлүүд юу болохыг анхаарч үзээрэй.

Фосфор: элементийн ерөнхий шинж чанар

Үелэх систем дэх байрлалыг хэд хэдэн зүйлээр дүрсэлж болно.

1. Тав дахь бүлэг, үндсэн дэд бүлэг.
2. Гурав дахь жижиг үе.
3. Эхлэх дугаар - 15.
4. Атомын масс 30, 974.
5. Атомын электрон тохиргоо 1s²2s²2p⁶3s2^3p3.
6. Боломжит исэлдэлтийн төлөв-3-аас +5 хүртэл.
7. Химийн тэмдэг - P, "pe" томьёо дахь дуудлага. Элементийн нэр нь фосфор юм. Латин нэр Фосфор.

Энэ атомыг нээсэн түүх алс холын XII зуунаас эхэлдэг. Алхимичдын бүртгэлд хүртэл үл мэдэгдэх "гэрэлтдэг" бодисыг хүлээн авсан тухай мэдээлэл байсан. Гэсэн хэдий ч фосфорыг нэгтгэж, нээсэн албан ёсны огноо нь 1669 он байв. Дампуурсан худалдаачин Брэнд гүн ухааны чулууг хайж байхдаа санамсаргүй байдлаар туяа цацруулж, хурц сохор дөлөөр шатах чадвартай бодисыг нэгтгэжээ. Тэрээр хүний шээсийг дахин дахин шохойжуулах замаар үүнийг хийсэн.

Үүний дараа бие биенээсээ үл хамааран энэ элементийг ойролцоогоор ижил аргаар хүлээн авсан:

• Би. Кункел;
• R. Бойл;
• А. Марграв;
• К. Scheele;
• А. Лавуазье.

Өнөөдөр энэ бодисыг нийлэгжүүлэх хамгийн түгээмэл аргуудын нэг бол нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, цахиурын оксидын нөлөөн дор өндөр температурт харгалзах фосфор агуулсан эрдэс бодисыг багасгах явдал юм. Уг процессыг тусгай зууханд хийдэг. Фосфор ба түүний нэгдлүүд нь амьд биет болон химийн үйлдвэрлэлийн олон синтезийн хувьд маш чухал бодис юм. Тиймээс энэ элемент нь энгийн бодис гэж юу болох, байгальд хаана байдаг талаар бодох хэрэгтэй.

Энгийн бодис фосфор

Фосфорын тухайд тодорхой нэгдлүүдийг нэрлэхэд хэцүү. Энэ нь олон тоотой холбоотой юмЭнэ элементийн аллотропийн өөрчлөлтүүд. Энгийн фосфорын үндсэн дөрвөн төрөл байдаг.

1. Цагаан. Энэ бол томъёо нь Р₄ нэгдэл юм. Энэ нь сармисны хурц эвгүй үнэртэй цагаан дэгдэмхий бодис юм. Энэ нь хэвийн температурт агаарт аяндаа гал авалцдаг. Цайвар ногоон гэрлээр шатдаг. Маш хортой, амь насанд аюултай. Химийн идэвхжил нь маш өндөр тул цэвэршүүлсэн усны давхарга дор гаргаж аваад хадгалдаг. Энэ нь туйлын уусгагчид муу уусдаг тул боломжтой юм. Нүүрстөрөгчийн дисульфид ба органик бодисууд нь энэ цагаан фосфорд хамгийн тохиромжтой байдаг. Халах үед энэ нь дараагийн аллотроп хэлбэр болох улаан фосфор болж хувирах чадвартай. Уурыг конденсацлах, хөргөх үед давхарга үүсгэх чадвартай. Хүрэхэд тослог, зөөлөн, хутгаар амархан зүсэгдсэн, цагаан (бага зэрэг шаргал өнгөтэй). Хайлах цэг 44⁰C. Химийн үйл ажиллагааны улмаас энэ нь нийлэгжилтэнд ашиглагддаг. Гэвч хоруу чанараасаа болоод үйлдвэрлэлийн өргөн хэрэглээгүй.
2. Шар. Энэ нь цагаан фосфорын муу цэвэршүүлсэн хэлбэр юм. Энэ нь бүр илүү хортой, сармисны үнэр тааламжгүй байдаг. Хурц гэрэлтдэг ногоон дөлөөр дүрэлзэж, шатдаг. Эдгээр шар эсвэл хүрэн талстууд нь усанд огт уусдаггүй бөгөөд бүрэн исэлдэхэд P₄O₁₀ найрлагатай цагаан утаа ялгаруулдаг..
3. Улаан фосфор ба түүний нэгдлүүд нь энэ бодисын үйлдвэрлэлд хамгийн түгээмэл бөгөөд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг өөрчлөлт юм. Даралт ихсэх үед нялцгай улаан масс үүсч болнонил ягаан талст хэлбэрт шилжих нь химийн идэвхгүй байдаг. Энэ нь зөвхөн тодорхой металлд уусдаг полимер бөгөөд өөр юу ч биш юм. 250⁰С-ийн температурт энэ нь цагаан өнгөтэй болж хувирдаг. Өмнөх хэлбэрүүд шиг хортой биш. Гэсэн хэдий ч биед удаан хугацаагаар өртөх нь хортой байдаг. Энэ нь шүдэнзний хайрцагт гал асаах бүрхүүл түрхэхэд хэрэглэгддэг. Энэ нь аяндаа гал авалцаж чадахгүй ч тэмдэглэгээ болон үрэлтийн үед тэсэрч (галддаг) гэж тайлбарладаг.
4. Хар. Гадны мэдээллээс харахад энэ нь бал чулуутай маш төстэй бөгөөд хүрэхэд тослог юм. Энэ нь цахилгаан хагас дамжуулагч юм. Ямар ч уусгагчд уусдаггүй, гялалзсан хар талстууд. Гал гарахын тулд маш өндөр температур, урьдчилсан халаалт шаардлагатай.

Мөн сонирхолтой нь саяхан нээгдсэн фосфорын хэлбэр болох металл юм. Энэ нь дамжуулагч бөгөөд куб болор тортой.

Химийн шинж чанар

Фосфорын химийн шинж чанар нь ямар хэлбэрээр байгаагаас хамаарна. Дээр дурдсанчлан, хамгийн идэвхтэй шар, цагаан өөрчлөлт. Ерөнхийдөө фосфор нь дараахтай харьцах чадвартай:

• металууд, фосфид үүсгэж, исэлдүүлэгч бодисоор ажилладаг;
• бууруулах бодисоор ажилладаг, янз бүрийн төрлийн дэгдэмхий болон дэгдэмхий нэгдлүүдийг үүсгэдэг металл бус;
• фосфорын хүчил болж хувирдаг хүчтэй исэлдүүлэгч бодис;
• төрлөөр нь өтгөрүүлсэн идэмхий шүлттэйпропорциональ бус байдал;
• маш өндөр температуртай усаар;
• хүчилтөрөгчөөр төрөл бүрийн исэл үүсгэнэ.

Фосфорын химийн шинж чанар нь азоттой төстэй. Эцсийн эцэст тэр пниктоген бүлгийн нэг хэсэг юм. Гэсэн хэдий ч олон төрлийн аллотропийн өөрчлөлтийн улмаас үйл ажиллагаа хэд хэдэн дахин өндөр байна.

Байгаль дээр байх

Фосфор нь шим тэжээлийн бодисын хувьд маш их байдаг. Дэлхийн царцдас дахь түүний эзлэх хувь 0.09% байна. Энэ бол нэлээд том үзүүлэлт. Энэ атом байгальд хаана байдаг вэ? Нэрлэх хэд хэдэн гол газар байна:

• ургамлын ногоон хэсэг, тэдгээрийн үр, жимс;
• амьтны эд (булчин, яс, шүдний паалан, олон чухал органик нэгдлүүд);
• царцдас;
• хөрс;
• чулуу ба эрдэс;
• далайн ус.

Энэ тохиолдолд бид зөвхөн холбогдох хэлбэрийн тухай ярьж болохоос энгийн бодисын тухай ярихгүй. Эцсийн эцэст тэр маш идэвхтэй бөгөөд энэ нь түүнд чөлөөтэй байх боломжийг олгодоггүй. Фосфороор баялаг эрдсийн тоонд:

• Англи;
• фторапаптит;
• сванбергит;
• фосфорит болон бусад.

Энэ элементийн биологийн ач холбогдлыг хэт үнэлж баршгүй. Эцсийн эцэст энэ нь дараах нэгдлүүдийн нэг хэсэг юм:

• уураг;
• фосфолипид;
• ДНХ;
• РНХ;
• фосфопротейн;
• ферментүүд.

Энэ нь амин чухал, бүхэл бүтэн организм бий болсон бүх зүйл юм. Насанд хүрсэн хүний хоногийн дундаж хэмжээ ойролцоогоор 2 грамм байна.

Фосфор ба түүний нэгдлүүд

Идэвхтэй энэ элемент нь олон төрлийн бодис үүсгэдэг. Эцсийн эцэст энэ нь бас фосфид үүсгэдэг бөгөөд өөрөө бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнээс үүдэн түүнтэй урвалд ороход идэвхгүй байх элементийг нэрлэхэд хэцүү байдаг. Тиймээс фосфорын нэгдлүүдийн томъёо нь маш олон янз байдаг. Түүний үүсэхэд идэвхтэй оролцдог хэд хэдэн төрлийн бодис байдаг.

1. Хоёртын нэгдлүүд - исэл, фосфид, дэгдэмхий устөрөгчийн нэгдэл, сульфид, нитрид болон бусад. Жишээ нь: P₂O₅, PCL₃, P_2S3_{, PH}3 _{болон бусад.}
2. Нийлмэл бодис: бүх төрлийн давс (дунд, хүчиллэг, үндсэн, давхар, нийлмэл), хүчил. Жишээ: N₃PO₄, Na₃PO₄, H₄P₂O₆, Ca(H_{2 PO}4₎2_{, (NH}4₎2 HPO₄ болон бусад.
3. Хүчилтөрөгч агуулсан органик нэгдлүүд: уураг, фосфолипид, ATP, ДНХ, РНХ болон бусад.

Зориулалтын төрлийн ихэнх бодис нь үйлдвэрлэлийн болон биологийн чухал ач холбогдолтой. Фосфор болон түүний нэгдлүүдийг эмнэлгийн зориулалтаар болон энгийн гэр ахуйн эд зүйлс үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжтой.

Металлтай нэгдлүүд

Фосфорын металл ба цахилгаан сөрөг нөлөө багатай металл бус хоёртын нэгдлүүдийг фосфид гэнэ. Эдгээр нь давстай төстэй бодисууд бөгөөд янз бүрийн бодисуудад өртөхөд маш тогтворгүй байдаг. Хурдан задрал (гидролиз) нь бүр хүргэдэгэнгийн ус.

Үүнээс гадна, төвлөрсөн бус хүчлийн нөлөөн дор бодис нь харгалзах бүтээгдэхүүн болж задардаг. Жишээлбэл, хэрэв бид кальцийн фосфидын гидролизийн тухай ярих юм бол бүтээгдэхүүн нь металлын гидроксид ба фосфин болно:

Ca₃P₂ + 6H₂O=3Ca(OH) 2 _{+ 2PH}3_↑

Мөн фосфидыг эрдэс хүчлийн нөлөөн дор задруулснаар бид тохирох давс, фосфиныг авна:

Ca₃P₂ + 6HCL=3CaCL₂ + 2PH ₃↑

Ерөнхийдөө авч үзэж буй нэгдлүүдийн үнэ цэнэ нь үр дүнд нь фосфорын устөрөгчийн нэгдэл үүссэнд оршдог бөгөөд түүний шинж чанарыг доор авч үзэх болно.

Фосфорд суурилсан дэгдэмхий бодис

Хоёр гол нь байна:

• цагаан фосфор;
• фосфин.

Бид эхнийх нь дээр дурдсан бөгөөд шинж чанаруудыг өгсөн. Тэд үүнийг хэвийн нөхцөлд өтгөн цагаан утаатай, маш хортой, эвгүй үнэртэй, өөрөө шатдаг гэж хэлсэн.

Гэхдээ фосфин гэж юу вэ? Энэ бол тухайн элементийг багтаасан хамгийн түгээмэл бөгөөд алдартай дэгдэмхий бодис юм. Энэ нь хоёртын систем бөгөөд хоёр дахь оролцогч нь устөрөгч юм. Фосфорын устөрөгчийн нэгдлийн томьёо нь pH₃, нэр нь фосфин.

Энэ бодисын шинж чанарыг дараах байдлаар тодорхойлж болно.

1. Дэгдэмхий өнгөгүй хий.
2. Маш хортой.
3. Муудсан загас шиг үнэртэж байна.
4. Устай харьцдаггүй, маш муу уусдаг. Сайн уусдагорганик.
5. Хэвийн нөхцөлд маш идэвхтэй.
6. Агаарт өөрөө шатдаг.
7. Металл фосфидын задралаас үүссэн.

Өөр нэр нь Фосфан. Эрт дээр үеийн түүхүүд үүнтэй холбоотой байдаг. Энэ нь хүмүүсийн заримдаа оршуулгын газар, намаг газарт харж, харж байдаг "тэнүүчлэх гэрэл"-ийн тухай юм. Бөмбөрцөг хэлбэртэй эсвэл лаа шиг гэрлүүд энд тэнд гарч ирэх, хөдөлгөөний сэтгэгдэл төрүүлэх нь муу шинж тэмдэг гэж тооцогддог бөгөөд мухар сүсэгтнүүд тэднээс маш их айдаг байв. Энэ үзэгдлийн шалтгааныг зарим эрдэмтдийн орчин үеийн үзэл бодлын дагуу ургамал, амьтны органик үлдэгдэл задрах явцад байгалийн жамаар үүсдэг фосфины аяндаа шаталт гэж үзэж болно. Хий гарч, агаарт байгаа хүчилтөрөгчтэй харьцахдаа гал авалцдаг. Галын өнгө, хэмжээ өөр байж болно. Ихэнхдээ эдгээр нь ногоон өнгөтэй тод гэрэл юм.

Бүх дэгдэмхий фосфорын нэгдлүүд нь хурц эвгүй үнэрээр илрүүлэхэд хялбар хортой бодисууд юм. Энэ тэмдэг нь хордлого, таагүй үр дагавраас зайлсхийхэд тусалдаг.

Металл бус нэгдлүүд

Хэрэв фосфор нь бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бол металл бус хоёртын нэгдлүүдийн талаар ярих хэрэгтэй. Ихэнхдээ тэд илүү цахилгаан сөрөг байдаг. Тиймээс бид ийм төрлийн хэд хэдэн төрлийн бодисыг ялгаж чадна:

• фосфор ба хүхрийн нэгдэл - фосфорын сульфид P₂S₃;
• фосфор хлорид III, V;
• оксид ба ангидрид;
• бромид ба иодид бабусад.

Фосфор болон түүний нэгдлүүдийн химийн найрлага нь олон янз байдаг тул тэдгээрийн хамгийн чухалыг нь тодорхойлоход хэцүү байдаг. Хэрэв бид фосфор ба металл бус бодисоос үүссэн бодисуудын талаар тусгайлан ярих юм бол янз бүрийн найрлагатай исэл ба хлоридууд хамгийн чухал юм. Тэдгээрийг химийн нийлэгжилтэнд усгүйжүүлэх бодис, катализатор гэх мэтээр ашигладаг.

Тиймээс хамгийн хүчтэй хатаах бодисуудын нэг бол хамгийн өндөр фосфорын исэл - P₂O₅ юм. Энэ нь усыг маш хүчтэй татдаг тул түүнтэй шууд харьцах үед хүчтэй дуу чимээ дагалддаг хүчирхийллийн урвал үүсдэг. Уг бодис нь нийлсэн төлөвөөрөө аморф руу ойртсон цагаан цас шиг масс юм.

Фосфортой хүчилтөрөгчжүүлсэн органик нэгдлүүд

Органик хими нь нэгдлүүдийн тоогоор органик бус химигээс хамаагүй илүү байдаг нь мэдэгдэж байна. Үүнийг изомеризмын үзэгдэл ба нүүрстөрөгчийн атомууд өөр хоорондоо хаагдах янз бүрийн бүтэцтэй атомуудын гинж үүсгэх чадвараар тайлбарлагддаг. Мэдээжийн хэрэг, бүх органик хими хамаарах тодорхой дараалал, өөрөөр хэлбэл ангилал байдаг. Холболтын ангиуд нь өөр өөр боловч бид тухайн элементтэй шууд холбоотой тодорхой нэгийг сонирхож байна. Эдгээр нь фосфор агуулсан хүчилтөрөгч агуулсан нэгдлүүд юм. Үүнд:

• коэнзим - NADP, ATP, FMN, пиридоксаль фосфат болон бусад;
• уураг;

Фосфорын хүчлийн үлдэгдэл нь нуклеотидын нэг хэсэг учраас

• нуклейн хүчил;
• фосфолипид ба фосфопротейн;
• фермент ба катализатор.

Ионы төрөлфосфор нь эдгээр нэгдлүүдийн молекул үүсэхэд оролцдог, дараагийнх нь PO₄^3-, өөрөөр хэлбэл энэ нь хүчиллэг үлдэгдэл юм. фосфорын хүчил. Энэ нь зарим уурагт чөлөөт атом эсвэл энгийн ион хэлбэрээр байдаг.

Амьд организм бүрийн хэвийн үйл ажиллагаанд энэ элемент болон түүнээс үүссэн органик нэгдлүүд нэн чухал бөгөөд зайлшгүй шаардлагатай. Үнэн хэрэгтээ уургийн молекулуудгүйгээр биеийн нэг бүтцийн хэсгийг бий болгох боломжгүй юм. Мөн ДНХ, РНХ нь удамшлын мэдээллийн гол тээвэрлэгч, дамжуулагч юм. Ерөнхийдөө бүх холболтууд заавал байх ёстой.

Үйлдвэрт фосфорын хэрэглээ

Фосфор болон түүний нэгдлүүдийг үйлдвэрлэлд ашиглахыг хэд хэдэн зүйлээр тодорхойлж болно.

1. Шүдэнз, тэсрэх бодис, шатаах бөмбөг, зарим түлш, тосолгооны материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
2. Хий шингээгч болон улайсдаг чийдэнгийн үйлдвэрлэлд.
3. Металлыг зэврэлтээс хамгаалах.
4. Хөдөө аж ахуйд хөрсний бордоо болгон ашигладаг.
5. Ус зөөлрүүлэгчийн хувьд.
6. Химийн нийлэгжилтэнд янз бүрийн бодис үйлдвэрлэхэд.

Амьд организмын үүрэг нь шүдний паалан, яс үүсэхэд оролцдог. Ана- ба катаболизмын урвалд оролцох, эс, биологийн шингэний дотоод орчны буфержилтийг хадгалах. Энэ нь ДНХ, РНХ, фосфолипидын нийлэгжилтийн үндэс болдог.