Introduction to Chemistry
Learning Objective
- Review the properties of phosphorus.
pontos-chave
- O fósforo é um elemento químico com símbolo P e número atómico 15. Um não-metal multivalente do grupo nitrogênio, fósforo como mineral está quase sempre presente em seu estado oxidado máximo, como fosfato inorgânico.o fósforo é essencial para a vida. Como parte do grupo fosfato, é um componente do DNA, RNA, ATP (trifosfato de adenosina), e os fosfolípidos que formam todas as membranas celulares.
- O fósforo existe em várias formas (alótropos) que exibem propriedades muito diferentes. Os dois alótropos mais comuns são fósforo branco e fósforo vermelho.
Terms
- allotropeAny form of a pure element that has a distinctly different molecular structure to another form of the same element.sal de fosfatanina ou éster do ácido fosfórico nucleótido adenosina trifosfatea que ocorre em organismos biológicos e é usado como fonte de energia em reações e processos celulares.
fósforo é um elemento químico com símbolo P e número atómico 15. Um não-metal multivalente do grupo nitrogênio, fósforo como mineral está quase sempre presente em seu estado oxidado máximo, como rochas de fosfato inorgânico. Fósforo elementar existe em duas formas principais-fósforo branco e fósforo vermelho — mas devido à sua alta reatividade, o fósforo nunca é encontrado como um elemento livre na Terra.enquanto o termo “fosforescência” é derivado da capacidade do fósforo branco brilhar vagamente após a exposição ao oxigênio, o atual entendimento químico é que este fenômeno é na verdade quimioluminescência, um mecanismo de emissão de luz distinto da fosforescência.
a importância do fósforo
fósforo é essencial para a vida. Como evidência da ligação entre o fósforo e a vida terrestre, o fósforo elementar foi historicamente isolado pela primeira vez da urina humana, e as cinzas ósseas foram uma importante fonte de fosfato. Como fosfato, é um componente do DNA, RNA, ATP (trifosfato de adenosina), e os fosfolípidos que formam todas as membranas celulares. Níveis baixos de fosfato são um importante limite para o crescimento em alguns sistemas aquáticos, e o principal uso comercial de compostos de fósforo para a produção de fertilizantes é devido à necessidade de substituir o fósforo que as plantas removem do solo.
fósforo existe em várias formas (alótropos) que exibem propriedades muito diferentes.os dois alótropos mais comuns são o fósforo branco e o fósforo vermelho.outra forma, fósforo escarlate, é obtido permitindo que uma solução de fósforo branco em dissulfeto de carbono evapore na luz solar.o fósforo preto é obtido aquecendo fósforo branco sob altas pressões (cerca de 12.000 atmosferas padrão, ou 1,2 gigapascais). Na aparência, propriedades e estrutura, o fósforo preto assemelha — se a grafite-é preto e flácido, um condutor de eletricidade, e tem folhas empalidecidas de átomos ligados.outro alótropo é difósforo; contém um dímero de fósforo como unidade estrutural e é altamente reativo.
Fósforo Branco e Relacionadas forma Molecular
a forma elementar mais importante de fósforo em termos de aplicações é o fósforo branco. Consiste em P4moléculas tetraédricas, nas quais cada átomo está ligado aos outros três átomos por uma única ligação. Este tetraedro P4 também está presente em fósforo líquido e gasoso até a temperatura de 800 °C, altura em que começa a decompor-se em moléculas P2. O fósforo branco sólido existe em duas formas; a baixas temperaturas, a forma β é estável, e a altas temperaturas, a forma α é predominante. Estas formas diferem em termos das Orientações relativas do tetraedro P4 constituinte.
o fósforo Branco é o menos estável, o mais reativo, o mais volátil, menos denso, e o mais tóxico do allotropes. Muda gradualmente para fósforo vermelho, uma transformação acelerada pela luz e pelo calor. As amostras de fósforo branco quase sempre contêm algum fósforo vermelho e assim parecem amarelas. Por esta razão, também é chamado fósforo amarelo. Brilha no escuro (quando exposto ao oxigênio) com uma tonalidade muito fraca de verde e azul, e é altamente inflamável e pirofórico (auto-inflamável) ao entrar em contato com o ar. É também tóxico, causando danos graves no fígado após a ingestão. Devido à sua piroforicidade, o fósforo branco é usado como aditivo em napalm. O odor da combustão desta forma tem um cheiro característico de alho, e as amostras são comumente revestidas com pentóxido de fósforo branco(di), que consiste de P4O10 tetraedra com oxigênio inserido entre os átomos de fósforo e em seus vértices. O fósforo branco é insolúvel em água, mas solúvel em dissulfureto de carbono.o fósforo vermelho tem estrutura polimérica. Pode ser visto como um derivado de P4 — uma das ligações P-P é quebrada, e uma ligação adicional é formada entre os tetraedros vizinhos, resultando em uma estrutura em cadeia. O fósforo vermelho pode ser formado aquecendo fósforo branco a 250 °C (482 °F) ou expondo-o à luz solar. O fósforo após este tratamento é amorfo. Após o aquecimento adicional, este material cristaliza. Neste sentido, o fósforo vermelho não é um alótropo, mas sim uma fase intermediária entre o fósforo branco e violeta, e a maioria de suas propriedades têm uma gama de valores. Por exemplo, o fósforo vermelho-brilhante recém-preparado é altamente reativo e inflama a cerca de 300 ° C, embora ainda seja mais estável que o fósforo branco, que se inflama a cerca de 30 ° C. Após aquecimento ou armazenamento prolongado, a cor escurece; o produto resultante é mais estável e não se inflama espontaneamente no ar.
Phosphorus Production
About 1,000,000 short tons (910,000 t) of elemental phosphorus is produced annually. Fosfato de cálcio( rocha fosfato), a maior parte extraída na Flórida e no norte da África, pode ser aquecido a 1.200-1.500 °C com areia, que é principalmente SiO2, e coque (carbono impuro) para produzir P4 vaporizado. O produto é posteriormente condensado em um pó branco subaquático para evitar a oxidação pelo ar.
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