זרחן ותרכובותיו. שימוש מעשי של תרכובות זרחן

בין החומרים המזינים הדרושים כדי להקצות מקום מיוחד זה זרחן. כי זה לא יכול להתקיים בלי תרכובות חיוניות כגון, כגון ATP או פוספוליפידים, כמו גם רבים אחרים חומרים אורגניים. שבה אלמנט האורגני וזה מאוד עשיר מולקולות שונות. זרחן ותרכובותיו נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה, הם בעלי עניין חשובים בתהליכים ביולוגיים, משמשים בתחומים שונים של פעילות אנושית. לכן, אנו רואים מה מהווה אלמנט, מה הוא שלה חומר פשוט ואת התרכובות החשובות ביותר.

זרחן: תיאור כללי של האלמנט

תפקיד במערכת המחזורית ניתן לתאר כמה פסקאות.

1. הקבוצה החמישית, הקבוצה העיקרית.
2. תקופה שלישית קטנה.
3. מספר סידורי - 15.
4. מסה אטומית - 30.974.
5. תצורת E 1s אטום ² 2s ² 2p ⁶ -3 3P ^{2 3.}
6. מצב חמצון אפשרי של -3 עד 5.
7. סמל כימי - P בנוסחאות ההגייה "PE". שמו של האלמנט - זרחן. השם הלטיני של זרחן.

היסטוריה של גילוי האטום ששורשיו במאה ה XII הרחוק. גם ברשומות של האלכימאים נפגשו מידע, מדבר על מקבל משנה ידוע "זוהר". עם זאת, המועד הרשמי של הגילוי והסינתזה של זרחן החל בשנת 1669. סוחר מותג קניות פשיטת רגל בחיפוש אחר אבן החכמים אקראי מסונתז החומר, אשר יכול פולט אור בהיר לשרוף מסנוור להבה. הוא עשה זאת על ידי שתן אנושי שריפה חזר.

אחרי זה באופן עצמאי בערך באותו הדרכים אלמנט פעיל אחר מתקבל:

• ג'יי בדיווחו;
• ר בויל;
• א Marggraf;
• ק Scheele;
• לבואזיה.

היום, באחת השיטות הפופולריות ביותר של סינתזה של החומר - שחזור של מינרלים המקביל המכילים זרחן בטמפרטורות גבוהות תחת השפעת הפחמן הדו-חמצני ו סיליקה. התהליך מתבצע תנורים מיוחדים. זרחן ותרכובותיו הם חומרים חשובים מאוד עבור יצורים חיים, כמו גם עבור מגוון רחב של סינתזות בתעשייה הכימית. לכן יש צורך לשקול מה הוא הרכיב הפעיל כחומר פשוט שבו בטבע הכילו.

זרחן חומר פשוט

קשה לנקוב קשר מסוים, במקרה של זרחן. זאת בשל המספר הגדול של שינויים allotropic שיש אלמנט זה. ישנם ארבעה סוגים עיקריים של חומרים פשוטים של זרחן.

1. לבן. תרכובת זו נוסחה אשר R _4. זהו לבן, חומר ידיף בעל ריח לא נעים חד של שום. זה שמצית ספונטני באוויר בטמפרטורות רגילות. ברנס ירוק חיוור זוהר. מאוד רעיל ומסוכן לחיים. מאוד גבוה תגובתיות, כך שהוא הוכן ומאוחסן תחת שכבה של מים מטוהרים. זה אפשרי בשל המסיסויות העניות בממסים קוטביים. עדיף עבור דיסולפיד מתאים זה זרחן לבן חומר אורגני. כשמחממים אותו ניתן להעביר את הטפסים allotropic הבאים - זרחן אדום. כאשר הקירור ואת עיבוי אדי הוא מסוגל ליצור שכבות. בלחיצה שמנוני, רך, סכין חיתוך קל, לבן (מעט צהוב). נקודת ההתכה של 44 ⁰ C. בשל תגובתיות משמשת לסינתזה. אבל בגלל הרעילות יש יישום תעשייתי רחב.
2. צהוב. זהו טופס מטוהרים רע של זרחן לבן. זה אפילו יותר רעיל, כמו ריחות לא נעימים של שום. מציתה ושורפת עם ירוק זוהר הלהבה בהירה. גבישים צהובים או חומים אלה אינם מתמוססים במים לחלוטין, מועדוני החמצון מלאי פולטי P רכב עשן לבן ₄ O _10.
3. זרחן האדום ותרכובותיו הם נפוצים ביותר ולרוב המשמש בתעשייה של שינוי הסוכן. המוני בצקים אדומים, שנמצא בבית בלחץ גבוה יכול לעבור בצורה של גבישים סגולים אינו פעיל כימי. פולימר זה מסוגל המסה רק כמה מתכות יותר מכל דבר. בטמפרטורה של 250 ⁰ C מזדכך ידי העברת שינוי לבן. רעיל ככל לטופס הקודם. עם זאת, עם חשיפה ממושכת של הגוף הרעיל. הוא משמש כדי להחיל ציפוי על קופסאות גפרורים ההצתה. זאת בשל העובדה כי היא אינה יכולה להצית באופן ספונטני, אך כאשר משמע ומתפוצץ חיכוך (מואר).
4. שחור. על פי הנתונים החיצוניים דומה מאוד גרפיט, זה גם מגע נועז. מוליכים למחצה זה זרם חשמלי. גבישים כהים, מבריק, הם לא מסוגלים להיות מומסים כל ממסים בכלל. זה הוא מאירה, אתה צריך בטמפרטורות מאוד גבוהות raskalivanie מראש.

כך גם אינם מעוניינים טופס ארוך הפתוח של זרחן - המתכת. זהו מנצח ויש לו הגבישי מעוקב.

תכונות כימיות

מאפיינים של זרחן כימיים תלוי בצורה שבה הוא ממוקם. כפי שצוין לעיל, שינוי צהוב ולבן הפעיל ביותר. באופן כללי, זרחן מסוגל להגיב עם:

• מתכות להרכיב phosphides ולפעול כמו חמצון;
• אי-מתכות, מתנהג כמו סוכן צמצום ויוצרים תרכובות נדיפות בלתי נדיף מסוג שונה;
• מחמצנים חזקים עוברים לתוך חומצה זרחתית ;
• עם אלקלי קאוסטית מרוכז לפי סוג disproportionation;
• עם מים בטמפרטורה גבוהה מאוד;
• עם חמצן ליצירת תחמוצות שונות.

תכונות כימיות של זרחן דומה לאלה של חנקן. כי הוא חלק מקבוצת pniktogenov. עם זאת, הפעילות של כמה סדרי גודל גבוה, בזכות מגוון של שינויים allotropic.

להיות בטבע

כמו חומרים מזינים, זרחן הוא נפוץ מאוד. ושיעוריו הם 0.09% בקרום. זוהי דמות גדולה למדי. איפה נמצא אטום זה בטבע? ישנם מספר מקומות עיקריים:

• הירוק של הצמחים, הזרעים והפרות שלהם;
• רקמות מן החי (שריר, עצם, אמייל השן, תרכובות אורגניות רבות וחשובות);
• קרום כדור הארץ;
• קרקע;
• סלעים ומינרלים;
• מי ים.

במקרה זה אנו יכולים לדבר רק על הטפסים הנלווים, אבל לא עניין פשוט. אחרי הכל, הוא מאוד פעיל, וזה לא מאפשר לו להיות חופשי. בין המינרלים העשירים בזרחן הם:

• Inglish;
• ftorapaptit;
• svanbergite;
• זרחן אחר.

המשמעות הביולוגית של פריט זה לא יכול להדגיש יתר על המידה. אחרי הכל, הוא חלק תרכובות כגון:

• חלבונים;
• פוספוליפידים;
• DNA;
• RNA;
• fosfoproteidy;
• אנזימים.

כלומר, כל מי חיוניים וכי לבנות על הגוף כולו כולו. נורמה יומית למבוגר אדם נורמלי של כ 2 גרם.

זרחן ותרכובותיו

כאלמנט פעיל, פעיל מאוד יוצר ריבוי של חומרים שונים. אחרי הכל צורות אותו זָרַחַת, ואת עצמו פועל כחומר מחזר. בגלל זה זה בקושי יכול להיקרא אלמנט זה יהיה אינרטי התגובה עליה. ועל כן תרכובות של זרחן הנוסחה מגוונת מאוד. אפשר לצטט מספר סוגי חומרים במבנה שבו הוא משתתף פעיל.

1. תרכובות בינארי - תחמוצות, phosphides, מתחם נדיפים מימן, גופרתי, ניטריד, ואחרים. לדוגמה: P ₂ O _{5, 3 PCL,} P ₂ S _3, PH _3, ואחרים.
2. חומרים מורכבים: מלחים מכל הסוגים (בממוצע, חומצי, בסיסי, כפול, המורכב), חומצות. דוגמה: H ₃ PO _4, Na ₃ PO _4, H ₄ P ₂ O _6, Ca (H ₂ PO _{4) 2,} (NH _{4) 2} HPO ₄ ואחרים.
3. חמצן המכיל תרכובות אורגניות: חלבונים, פוספוליפידים, ATP, DNA, RNA, ואחרים.

רוב סוגי חומרים שזוהו חשוב משמעות התעשייה ביולוגית. שימוש זרחן ותרכובותיו ואולי למטרות רפואיות לייצור פריטים ביתיים רגילים מאוד.

תרכובות עם מתכות

תרכובות בינארי של זרחן עם מתכות nonmetals פחות phosphides הכותרת אלקטרו. חומרי מלח כזה אשר מחזיקים חוסר יציבות קיצונית כאשר הם נחשפים סוכנים שונים. פירוק ראפיד (הידרוליזה) תוצאות במים רגילים אפילו.

יתר על כן, תחת הפעולה של חומצת unconcentrated מתרחש כסוכן התפוררות על המוצרים המתאימים. לדוגמה, אם אנחנו מדברים על הידרוליזה של זרחת הסידן, המוצרים יהפכו הידרוקסיד מתכת phosphine:

Ca ₃ P ₂ + 6H ₂ O = 3Ca (OH) ₂ + ₃ 2PH ↑

זָרַחַת חשיפה מתכלה תחת הפעולה של חומצת מינרלים, נקבל את המלח המתאים ואת phosphine:

Ca ₃ P ₂ + 6HCL = 3CaCL ₂ + 2PH ₃ ↑

באופן כללי, הערך של תרכובות נושא כזמן כי מימן נוצר כתוצאה של תרכובת זרחן, שתכונותיו נדונים להלן.

זרחן מבוסס נדיפים

ישנם שני הם עיקרי:

• זרחן לבן;
• phosphine.

על הקרקע שכבר הזכרנו לעיל, ואת המאפיינים של הכונן. הם אמרו שזה עשן סמיך לבן, מאוד רעיל, מסריח עצמי הצתה בתנאים נורמלים.

אבל מה הוא phosphine? זהו חומר נדיף הנרחב ביותר ומוכרות, הכולל את האלמנט תחת שיקול. זהו בינארי, ואת החבר השני - מימן. תרכובות זרחן פורמולה מימן - PH _3, בשם phosphine.

המאפיינים של החומר הזה יכול להיות מתואר כדלקמן.

1. מעופף גז חסר צבע.
2. מאוד רעיל.
3. יש לו ריח של דגים רקובים.
4. מאז מים אינו מגיב בצורה גרועה מאוד מסיס זה. הוא מסיס בכימיה אורגנית.
5. בתנאים רגילים, מבחינה כימית מאוד פעיל.
6. זה שמצית ספונטני באוויר.
7. נוצר על ידי הפירוק של זרח מתכת.

שם נוסף - PHOSPHAN. זה קשור בהיסטוריה של העתיק ביותר. כל העניין של "שריפות נדודים" כי לפעמים אנשים ראו ויראו עכשיו קברות, בביצות. אורות כדוריים או svechepodobnye המופיעים פה ושם, ביצירת רושם של תנועה, נחשבים סימן רע, והם היו מאוד חוששים בעלי אמונות תפלים. הסיבה לתופעה זו, על פי השקפות הווה של מדענים מסוימים, יכולה להיחשב עצמית הצתה של phosphine אשר מיוצרת באופן טבעי על ידי הפירוק של שאריות אורגניות, הוא צמחים ובעלי חיים. הגז יוצא ולבוא במגע עם חמצן, אור. הצבע והגודל של הלהבה יכולים להיות מגוון. לרוב, אורות ירוקים בהירים זה.

ברור, כל מתחם זרחן תנודתי - חומרים רעילים, אשר מזוהים בקלות על ידי ריח לא נע חד. תכונה זו מסייעת למנוע הרעלה ואת השלכות לא נעימות.

תרכובות עם מתכות

אם זרחן מתנהג כחומר מחזר, יש צורך לדבר על תרכובות בינארית עם מתכות. לרוב, הם יותר אלקטרו. אז, יש כמה סוגים של חומרים מסוג זה:

• זרחן תרכובת גופרית - גפר של זרחן P ₂ S _3;
• כלוריד זרחן III, V;
• תחמוצות ו אנהידריד;
• ברומיד ו יודיד, ואחרים.

הכימיה של זרחן ותרכובותיו מגוונות, כך שקשה לזהות את החשובים שבהם. אם כבר מדברים באופן קונקרטי של חומרים העשויה זרחן-מתכות, החשובים ביותר הם תחמוצות ו כלורידים של קומפוזיציות שונות. הם משמשים סינתזה כימית כסוכן Dehydrating, כזרזים, וכן הלאה.

לפיכך, אחד אמצעי dehumidifying החזקים ביותר היא גבוהה תחמוצת זרחן - P ₂ O _5. הוא מאוד מושך מים, כך שכאשר במגע ישיר עם זה יש תגובה אלימה עם ליווי רעש חזק. כשלעצמו, החומר הוא מסה לבן שלג דמוי, במצב הצבירה קרוב אמורפי.

מחומצן תרכובות אורגניות עם זרחן

זה ידוע כי בכימיה אורגנית על מספר התרכובות הוא עדיף בהרבה על אורגני. תופעה זו מוסברת על ידי היכולת של איזומריה, ו אטום פחמן כדי ליצור אטומי שרשרת מבנים שונים מרותקים לזה. מטבע הדברים, יש סדר מסוים, כלומר הסיווג, אשר כפופה לכל בכימיה אורגנית. סוגים שונים של תרכובות, אולם, אנו מעוניינים אחד מסוים, קשורים ישירות הרכיב נדון. המכיל חמצן זה תרכובות זרחן. אלה כוללים:

• coenzymes - NADP, ATP, FMN, פוספט pyridoxal, ואחרים;
• חלבונים;
• חומצות גרעין, כמו שאריות חומצה זרחתית היא חלק נוקליאוטידים;
• פוספוליפידים fosfoproteidy;
• אנזימי זרזים.

Vid איונה, שבו מולקולות זרחן מעורבות ביצירת תרכובות אלה, את הדברים הבאים - PO ₄ ^3, כלומר הוא שאריות חומצת חומצה זרחתית. המבנה של חלבונים מסוימים זה נכנס אטום בחינם או יון פשוט.

עבור החיים הרגילים של כל רכיב פעיל של אורגניזם החי ותרכובות אורגניות נוצר על ידי אותם חשובים מאוד והכרחי. אי אפשר לבנות בכל החלקים המבניים של הגוף ללא מולקולות חלבון. ה- DNA ו- RNA - בספקים ו המשדר העיקריים של מידע גנטי. באופן כללי, כל החיבורים חייבים להיות נוכחים מבלי להיכשל.

השימוש בזרחן התעשייה

שימוש זרחן ותרכובותיו בתעשייה ניתן לאפיין בכמה נקודות.

1. המשמש לייצור גפרורים, תרכובות נפץ, פצצות תבערה, כמה דלקים, שמנים.
2. כמו גזי נבלות כמו גם בייצור של מנורות ליבון.
3. כדי להגן על מתכות מפני קורוזיה.
4. בחקלאות כדשן קרקע.
5. כאמצעי לריכוך מים.
6. בשנת סינתזות כימיות לייצור חומרים שונים.

תפקיד ביצורים חיים מצטמצם להשתתף בתהליכי היווצרות של אמייל השיניים והעצמות. השתתפות תגובות מקבילות ו פירוק, וכן התחזוקה של הסביבה הפנימית של תאי חציצת נוזלים ביולוגיים. זהו הבסיס לסינתזה של DNA, RNA, פוספוליפידים.