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化学入門

キーポイント

    • リンは、記号Pと原子番号15を持つ化学元素です。 窒素基の多価非金属であり、鉱物としてのリンは、無機リン酸塩として、ほとんど常にその最大限に酸化された状態で存在する。
    • リンは人生に不可欠です。 リン酸基の一部として、それはDNA、RNA、ATP(アデノシン三リン酸)、およびすべての細胞膜を形成するリン脂質の成分である。
    • リンは、驚くほど異なる特性を示すいくつかの形態(同素体)で存在する。 最も一般的な2つの同素体は、白リンと赤リンです。

用語

  • 同じ要素の別の形態とは明らかに異なる分子構造を有する純粋な要素の同素体。
  • リン酸塩またはリン酸のエステル
  • アデノシン三リン酸生物学的生物に発生し、細胞反応およびプロセスにおけるエネルギー源として使用さ

リンは記号Pと原子番号15を持つ化学元素です。 窒素基の多価非金属であり、鉱物としてのリンは、無機リン酸塩岩石として、ほとんど常に最大限に酸化された状態で存在する。 元素リンは白リンと赤リンの二つの主要な形態で存在しますが、その高い反応性のために、リンは地球上の自由な元素としては決して見られません。

“燐光”という用語は、酸素に曝されると白リンがかすかに輝く能力に由来していますが、現在の化学的理解は、この現象が実際には化学発光であり、燐光とは異なる発光のメカニズムであるということです。

リンの重要性

リンは生活のために不可欠です。 リンと陸生との関連の証拠として、元素リンは歴史的に最初にヒトの尿から単離され、骨灰は重要な初期のリン酸源であった。 リン酸塩として、それはDNA、RNA、ATP(アデノシン三リン酸)、およびすべての細胞膜を形成するリン脂質の成分である。 低い隣酸塩レベルはある水生システムの成長へ重要な限界であり、肥料の生産のためのリンの混合物の主な商業使用は植物が土から取除くリン

リンは驚くほど異なる特性を示すいくつかの形態(同素体)で存在する。

  • 最も一般的な2つの同素体は白リンと赤リンです。
  • 別の形態、緋色のリンは、二硫化炭素の白リンの溶液が日光の下で蒸発することを可能にすることによって得られる。
  • 黒リンは、白リンを高圧(約12,000標準気圧、または1.2ギガパスカル)で加熱することによって得られる。 外観、特性、および構造において、黒リンは黒鉛に似ています—それは黒くて薄片状であり、電気の導体であり、連結された原子のシートを詰め込んでいます。
  • 別の同素体は二リンであり、構造単位としてリン二量体を含み、反応性が高い。

白リンと関連する分子形態

白リンの図リンの最も重要な元素形態は、示されている結合を示す白リン、P4である。

アプリケーションの面でリンの最も重要な元素形態は白リンです。 これは、各原子が単結合によって他の3つの原子に結合している四面体P4分子からなる。 このP4四面体は、800℃の温度まで液体および気体のリン中にも存在し、その時点でP2分子に分解し始める。 固体白リンは二つの形態で存在し、低温ではβ形態が安定であり、高温ではα形態が優勢である。 これらの形態は、構成するP4四面体の相対的な向きの点で異なる。

白リン白リンは、ここに示すように、鉱油などの酸素から離れた不活性媒体に保存する必要があります。

白リンは、同素体の中で最も安定性が低く、最も反応性が高く、最も揮発性が低く、密度が低く、最も毒性があります。 それは徐々に赤リンに変化し、光と熱によって変換が加速されます。 白リンのサンプルは、ほとんどの場合、いくつかの赤リンが含まれているので、黄色に表示されます。 このため、黄リンとも呼ばれます。 それは緑および青の非常にかすかな色合いの暗闇で(酸素に露出されたとき)輝き、空気が付いている接触に非常に可燃性およびpyrophoric(自己発火)です。 それはまた有毒であり、摂取時に重度の肝臓損傷を引き起こす。 Pyrophoricityのために、白リンはnapalmで添加物として使用されます。 この形態の燃焼臭は特徴的なニンニク臭を有し、試料は一般に、リン原子の間およびその頂点に酸素が挿入されたP4O10四面体からなる白色の”(di)五酸化リン”で被覆されている。 白リンは水に不溶性であるが、二硫化炭素に可溶である。

赤リン

赤リンは構造がポリマーです。 これは、p4の誘導体と見なすことができます—P-P結合の1つが壊れ、隣接する四面体の間に1つの追加の結合が形成され、鎖状構造が生じる。 赤リンは、白リンを250°C(482°F)に加熱するか、または日光にさらすことによって形成され得る。 この処理後のリンは非晶質である。 さらに加熱すると、この材料は結晶化する。 この意味で、赤リンは同素体ではなく、むしろ白と紫のリンの中間相であり、その特性のほとんどは値の範囲を有する。 例えば、新しく調製された明るい赤リンは反応性が高く、約300℃で発火するが、約30℃で発火する白リンよりも安定である。 得られた生成物はより安定であり、空気中で自発的に発火しない。

赤リン結晶構造リンはP4に似ていますが、ポリマーです:P-P結合の一つが壊れており、次のP4ユニットに接続されています。

リン生産

毎年約1,000,000ショートトン(910,000t)の元素リンが生産されています。 主にフロリダ州と北アフリカで採掘されているリン酸カルシウム(リン酸岩)は、主にSio2である砂とコークス(不純な炭素)で1,200-1,500℃に加熱して気化したP4を生成することができる。 生成物はその後、空気による酸化を防ぐために水中で白色粉末に凝縮される。

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