Физические свойства фосфора.
Учим химию / Физико-химические свойства фосфора / Учим химию / Физико-химические свойства фосфора / Физические свойства фосфора. Физические свойства фосфора.
Страница 1

Элементарный фосфор существует в виде нескольких аллотропических модификаций, главные из которых - белая, красная и черная.

Белый Фосфор - воскообразное, прозрачное вещество с характерным запахом, образуется при конденсации паров фосфора. Белый фосфор в присутствии примесей - следов красного фосфора, мышьяка, железа и т. п. - окрашен в желтый цвет, поэтому товарный белый фосфор называется желтым. Существуют две формы белого Фосфора: α- и β-форма. α-модификация представляет собой кристаллы кубической системы (а =18,5 Å); плотность 1,828 г/см3, tпл 44,1 °С, tкип 280,5 °С, теплота плавления 2,5 кДж/моль Р4 (0,6 ккал/молъ Р4), теплота испарения 58,6 кДж/моль Р4(14,0 ккал/молъ P4), давление пара при 25 °С 5,7 н/м2 (0,043 мм рт. ст.). Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 0 до 44 °С равен 12,4·10-4, теплопроводность 0,56 вт/(м·К) [1,1346·10-3 кал/(см·сек·°С)] при 25 °С. По электрическим свойствам α-белый фосфор близок к диэлектрикам: ширина запрещенной зоны около 2,1 эв, удельное электросопротивление 1,54·1011 ом·см, диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость -0,86·10-6. Твердость по Бринеллю 6 Мн/м2 (0,6 кгс/мм2). α-Форма белого Фосфора хорошо растворяется в сероуглероде, хуже - в жидком аммиаке, бензоле, четыреххлористом углероде и др. При -76,9 °С и давлении 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2) α-форма переходит в низкотемпературную β-форму (плотность 1,88 г/см3). С повышением давления до 1200 Мн/м2 (12000 кгс/см2) переход происходит при 64,5 °С. β-Форма - кристаллы с двойным лучепреломлением. Белый фосфор ядовит: на воздухе при температуре около 40 °С самовоспламеняется, поэтому его следует хранить под водой (растворимость в воде при 25 °С 3,3·10-4 %). Нагреванием белого Фосфора без доступа воздуха при 250-300 °С в течение нескольких часов получают красный фосфор. Переход экзотермичен, ускоряется ультрафиолетовыми лучами, а также примесями (иод, натрий, селен). Обычный товарный красный фосфор практически полностью аморфен; имеет цвет от темно-коричневого до фиолетового. При длительном нагревании необратимо может переходить в одну из кристаллических форм (триклинную, кубическую и другие) с различными свойствами: плотностью от 2,0 до 2,4 г/см3, tпл от 585 до 610 °С при давлении в несколько десятков атмосфер, температурой возгонки от 416 до 423 °С, удельным электросопротивлением от 109 до 1014ом·см. Красный Фосфор на воздухе не самовоспламеняется, вплоть до температуры 240-250 °С, но самовоспламеняется при трении или ударе; нерастворим в воде, а также в бензоле, сероуглероде и других, растворим в трибромиде фосфора. При температуре возгонки красный фосфор превращается в пар, при охлаждении которого образуется в основном белый фосфор.

При нагревании белого фосфора до 200-220 °С под давлением (1,2-1,7)·103 Мн/м2 [(12-17)·103 кгс/см2] образуется черный фосфор. Это превращение можно осуществить без давления, но в присутствии ртути и небольшого количества кристаллов черного фосфора (затравки) при 370 °С в течение 8 суток. Черный фосфор представляет собой кристаллы ромбической структуры (а = 3,31 Å, b = 4,38 Å, с = 10,50 Å), решетка построена из волокнистых слоев с характерным для фосфора пирамидальным расположением атомов, плотность 2,69 г/см3, tпл около 1000 °С под давлением 1,8·103Мн/м2 (18·103 кгс/см2). По внешнему виду черный фосфор похож на графит; полупроводник: ширина запрещенной зоны 0,33 эв при 25 °С; имеет удельное электросопротивление 1,5 ом·см, температурный коэффициент электросопротивления 0,0077, диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость -0,27·10-6. При нагревании до 560-580 °С под давлением собственных паров превращается в красный фосфор. Черный фосфор малоактивен, с трудом воспламеняется при поджигании, поэтому его можно безопасно подвергать механической обработке на воздухе.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Исследование распределения электропроводности в пересжатых детонационных волнах в конденсированных взрывчатых веществах
...

Выбор катализатора амидирования и изучение в его присутствии превращения м-толуиловой кислоты в N,N-диэтил-м-толуамид
Проблема получения репеллентов представляет большой интерес, т.к. они отличаются от других пестицидов высокой специфичностью действия, вызывая отрицательный хемотаксис одноклеточных организ ...

Производство экстракционной фосфорной кислоты
Фосфорная кислота является основным сырьем для производства фосфорных удобрений, кормовых добавок, инсектицидов и других фосфорсодержащих продуктов. Общее мировое потребление фосфатного сырь ...