Bài 10. Photpho – Củng cố kiến thức

I. Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

Photpho ở ô thứ 15, nhóm VA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn.

Cấu hình electron nguyên tử của photpho: 1s22s22p63s23p3

Hóa trị của photpho có thể là 5. Ngoài ra, trong một số hợp chất, photpho còn có hóa trị 3.

II. Tính chất vật lí

Photpho có thể tồn tại ở một số dạng thù hình khác nhau, nhưng quan trọng hơn cả là photpho trắng và photpho đỏ.

1. Photpho trắng

– Là chất rắn trong suốt, màu trắng hoặc hơi vàng, trông giống như sáp, có cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Trong tinh thể, những phân tử P4 nằm ở nút mạng và liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu như hình vẽ:

– Mềm, dễ nóng chảy (tnc = 44,1oC).

– Không tan trong nước, tan trong một số dung môi hữu cơ như C6H6, CS2, … ;

– Rất độc và gây bỏng nặng khi rơi vào da.

– Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ trên 40oC, nên được bảo quản bằng cách ngâm trong nước.

-Phát quang màu lục nhạt trong bóng tối ở nhiệt độ thường.

– Khi đun nóng đến nhiệt độ 250oC và không có không khí, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ là dạng bền hơn.

2. Photpho đỏ

– Là chất bột màu đỏ, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối.

– Không tan trong các dung môi thông thường.

– Bốc cháy ở nhiệt độ trên 250oC.

– Khi đun nóng không có không khí, photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm lạnh thì hơi đó ngưng tụ lại thành photpho trắng.

– Có cấu trúc polime nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn photpho trắng.

III. Tính chất hóa học

Photpho là phi kim tương đối hoạt động. Photpho trắng hoạt động hóa học mạnh hơn photpho đỏ. Trong các hợp chất, photpho có số oxi hóa -3, +3 và +5. Do đó, khi tham gia phản ứng hóa học photpho thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử.

1. Tính oxi hóa

Tác dụng với một số kimloại hoạt động tạo ra photphua kim loại.

2. Tính khử

Tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halogen, lưu huỳnh,… và các hợp chất có tính oxi hóa mạnh khác.

Photpho cháy được trong không khí khi đốt nóng:

thiếu oxi: $4mathop Plimits^0 {text{ }} + {text{ }}3{O_2}xrightarrow{{{t^o}}}2{text{ }}{mathop Plimits^{ + 3}} _2{O_3}$ điphotpho trioxit

dư oxi: $4mathop Plimits^0 {text{ }} + {text{ }}5{O_2}xrightarrow{{{t^o}}}2{text{ }}{mathop Plimits^{ + 5}}_2{O_5}$

điphotpho pentaoxit

Photpho tác dụng dễ dàng với khí clo khi đốt nóng

thiếu clo: $2mathop Plimits^0 {text{ }} + {text{ }}3{Cl_2}xrightarrow{{{t^o}}}2{text{ }}{mathop Plimits^{ + 3}}{Cl_3}$

photpho triclorua

dư clo: $4mathop Plimits^0 {text{ }} + {text{ }}5{Cl_2}xrightarrow{{{t^o}}}2{text{ }}{mathop Plimits^{ + 5}}{Cl_5}$

photpho pentaclorua

IV. Ứng dụng

– Photpho được dùng để sản xuất axit photphoric, trong sản xuất diêm và sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói, …

V. Trạng thái tự nhiên

– Trong tự nhiên có hai khoáng vật chính của photpho là photphorit Ca3(PO4)2 và apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2. Nước ta có mỏ apatit ở Lào Cai, một số mỏ photphorit ở Thái Nguyên, Thanh Hóa, …

– Ngoài ra, photpho có trong protein thực vật; trong xương, răng, bắp thịt, tế bào não, … của người và động vật.

VI. Sản xuất

Photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở 1200 oC trong lò điện. Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, sẽ thu được photpho trắng ở dạng rắn.