Ви вже знаєте, що в молекулі азоту N2 за рахунок трьох неспарених електронів кожного з атомів утворюється потрійний зв'язок:
Через це молекула азоту дуже міцна. Потрібно витратити велику кількість енергії на руйнування зв'язку, щоб почалася реакція. Тому молекулярний азот, як правило, вступає в хімічну взаємодію за високих температур.
Фосфор хімічно активніший, ніж азот. Хімічна активність фосфору залежить від алотропної форми. Так, найактивніший білий фосфор. Ви знаєте, що він легко окис-нюється на повітрі і світиться в темряві, може самовільно спалахувати. Червоніш фосфор менш активний. Він окне-нюється під час нагрівання. Ще менш активний—чорний фосфор.
У рівняннях хімічних реакцій білий фосфор звичайно позначають формулою Р4, що відповідає складу його молекули. Червона і чорна алотропні форми фосфору позначаються символом Р. Такий самий символ використовують, коли форма невідома або може бути будь-якою. Це хімічна формула фосфору, умовна для всіх його алотропних форм.
Оскільки Нітроген і Фосфор у сполуках можуть виявляти як позитивний, так і негативний ступені окиснення, їхні прості речовини в реакціях можуть бути як окисниками, так і відновниками. Азот і фосфор поводяться як окисники відносно найактивніших металів і водню. При цьому
Лише з літієм азот реагує за звичайної температури, утворюючи нітрид літію:
1. Взаємодія з металами. Азот і фосфор під час нагрівання реагують з багатьма металами, утворюючи відповіднонітриди і фосфіди:
2. Взаємодія з неметалами: а) з воднем азот сполучається за наявності каталізатора, високих тиску і температури, утворюючи аміак:
а фосфор з воднем практично не взаємодіє;
б) з киснем азот сполучається за температури понад 2000 °С, утворюючи оксид нітрогену(ІІ):
Під час повільного окиснення утворюється оксид фосфору (ІІІ):
Фосфор енергійно взаємодіє з киснем. Якщо його підпалити, він згоряє в кисні сліпучим яскравим полум'ям, утворюючи оксид фосфору(У):
Застосування. Азот у великих кількостях використовується для добування аміаку і для наповнення електроламп (інертне середовище).
Білий фосфор широкого застосування не має. Його використовують для добування інших алотропних форм, фосфатних кислот, як бойову запалювальну речовину, а також для утворення димових завіс.
Червоний фосфор використовується для виробництва сірників.
У 1831 р. французький винахідник сірників Шарль Соріа почав застосовувати білий фосфор для виготовлення сірникових головок. Такі сірники легко займалися під час тертя об будь-яку поверхню, але були отруйними, шкідливими для здоров'я і вогненебезпечними. Невдовзі від них відмовились.
Сучасні безпечні сірники винайдено у 1855 р. в Швеції. Білий фосфор замінено червоним. Він входить не до складу головки сірника, а до складу намазки, що наноситься на коробку (разом із сульфідом стибію(ІІІ) Sb2S3, залізним суриком Fe203, домішкою кварцу Si02 і клею). Головки сірників складаються, головним чином, з бертолетової солі КСЮ3, молотого скла, сірки та клею. Під час тертя головки по намазці сірникової коробки червоний фосфор займається, підпалює головку, а від неї загоряється дерево.
Крім виробництва сірників, фосфор застосовують у металургії. Використовують його і для виготовлення напівпровідників, фосфорорганічних препаратів—засобів знищення комах—шкідників сільськогосподарських рослин.
Завдання для самоконтролю
65. Запишіть рівняння реакцій, які характеризують хімічні властивості азоту і фосфору. Яка з цих речовин хімічно активніша і чому?
66. На кальцій кількістю речовини 1,5 моль за високої температури подіяли азотом кількістю речовини 1 моль. Які речовини і в якій кількості можна виявити після закінчення реакції?
67. Обчисліть, чи вистачить 100 л кисню (н. у.) для спалювання 100 г фосфору.
68. З 5 т фосфату кальцію, якщо вихід продукту становить 90 96 від теоретігчного, можна добути фосфор масою
