Химические свойства
Электронная конфигурация атома фосфора
1S22S22P63S23P33d0
Наружный электронный слой содержит 5 электронов. Наличием трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет то, что в нормальном, невозбужденном состоянии валентность фосфора равна 3.
Но на третьем энергетическом уровне имеются вакантные ячейки d-орбиталей, поэтому при переходе в возбужденное состояние 3S-электроны будут разъединяться, переходить на d подуровень, что приводит к образованию 5-ти неспаренных элементов.
Таким образом, валентность фосфора в возбужденном состоянии равна 5.
В соединениях фосфор обычно проявляет степень окисления +5, реже +3, -3.
1. Реакции с кислородом:
4P0 + 5O2 2P2+5O5
(при недостатке кислорода: 4P0 + 3O2 2P2+3O3)
2. С галогенами и серой:
2P0 + 3Cl2 ® 2P+3Cl3
P0 + 5S P2+5S5
(галогениды фосфора легко разлагаются водой, например:
PCl3 + 3H2O ® H3PO3 + 3HCl
PCl5 + 4H2O ® H3PO4 + 5HCl)
3. С азотной кислотой:
3P0 + 5HN+5O3 + 2H2O ® 3H3P+5O4 + 5N+2O
4. С металлами образует фосфиды, в которых фосфор проявляет степень окисления - 3:
2P0 + 3Mg ® Mg3P2-3
(фосфид магния легко разлагается водой Mg3P2 + 6H2O ® 3Mg(OH)2 + 2PH3 (фосфин))
3Li + P ® Li3P-3
5. Со щелочью:
4P + 3NaOH + 3H2O ® PH3 + 3NaH2PO2
В реакциях (1,2,3) - фосфор выступает как восстановитель, в реакции (4) - как окислитель; реакция (5) - пример реакции диспропорционирования.
Фосфор может быть как восстановителем, так и окислителем.
2) Ca(OH)2 + Cl2O = Ca(OCl)2 + H2O;
3) 2NaOH + Cl2O7 = 2NaClO4 + H2O;
4) Ca(OH)2 + N2O3 = Ca(NO2)2 + H2O;
5) 2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4];
6) Cr2O3 + CaO = Ca(CrO2)2.