Фосфор модификации кристаллически

Подобно фосфору, мышьяк существует в нескольких аллотропических модификациях. Наиболее устойчив при обычных условиях и при нагревании металлический или серый мышьяк. Он образует серо-стальную хрупкую кристаллическую массу с металлическим блеском на свежем изломе. Плотность серого мышьяка равна 5,72 г/см При нагревании под нормальным давлением он сублимируется. В отличие от других модификаций, серый мышьяк обладает металлической электропроводностью. [c.424]

Аллотропия (от греч. alios — другой и tropos — способ, образ) — существование одного и того же химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ (аллотропных модификаций), различных по строению и формам. Напр., углерод существует в виае графита и алмаза. Несколько простых веществ дают элементы сера, селен, фосфор, олово, железо и др. А. вызывается либо образованием различных кристаллических форм (аллотропия формы), либо различным числом атомов химического элемента в молекуле простого вещества (аллотропия состава, напр., кислород О2 и озон Оз). [c.12]

Основные характеристики некоторых, наиболее широко употребляемых полупроводниковых материалов приведены в табл. 34. Общим свойством всех указанных материалов является ковалентный или близкий к ковалентному характер связей, реализуемых в их кристаллах. Ширина запрещенной зоны зависит от энергии этих связей и структурных особенностей кристаллической решетки полупроводника. У полупроводников с узкой запрещенной зоной, таких, например, как серое олово, черный фосфор, теллур, заметный перенос электронов в зону проводимости возникает уже за счет лучистой энергии, в то время как для полупроводниковых модификаций бора и кремния требуется довольно мощный тепловой или электрический импульс, а для алмаза II — даже облучение потоками микрочастиц большой энергии или у-облучение. Лишь некоторые из полиморфных форм кристаллов обладают полупроводниковыми свойствами. Так, полупроводниковый эффект наблюдается лишь у одной из трех возможных полиморфных форм кристаллических фосфора и мышьяка и лишь у двух из четырех кристаллических модификаций углерода. [c.311]

Устойчивые в обычных условиях модификации — серый мышьяк, серая сурьма и висмут — имеют металлический вид, электропроводны, но хрупки. Они изоморфны, имеют слоистую структуру (рис. 163) типа черного фосфора. Каждый из атомов пирамидально связан с тремя соседними по слою и имеет трех ближайших соседей в другом слое. В ряду Аз — 8Ь — В1 различие межъядерных расстояний внутри и между слоями уменьшается (0,063—0,050—0,037 нм), т. е. происходит постепенно приближение к характерному для металлических структур равенству межъядерных расстояний. Благодаря близости параметров кристаллических решеток сурьма образует твердые растворы с мышьяком и висмутом, но последние друг с другом их не образуют. [c.380]

При повышении давления равновесия смещаются в сторону образования веществ, обладающих меньшим объемом, т. е. в состояние с большей плотностью, что большей частью сопровождается увеличением их твердости. Повышение давления вызывает эффекты, в некоторых отношениях обратные тем, которые наблюдаются при повышении температуры. Так, при повышении температуры увеличивается объем, а при повышении давления он уменьшается при повышении температуры возрастает энтропия, а при повышении давления обычно она уменьшается. Часто наблюдается, что переход в форму устойчивую при более высоком давлении повышает металличность и степень симметрии кристалла. В области высоких давлений часто наблюдается переход веществ в такие кристаллические формы, которые не устойчивы или даже не существуют при обычных давлениях. Так, лед при высоком давлении, начиная примерно с 2000 атм, может существовать (в зависимости от сочетания температуры и давления) в нескольких различных кристаллических формах, не существующих при обычных давлениях. Все эти формы обладают большей плотностью, чем обычный лед. Например, плотность льда VI почти в полтора раза больше плотности обычного льда. Подобно этому желтый фосфор, обладающий в обычных условиях плотностью 1,82 г/сл1 , переходит- при высоких давлениях в черный фосфор с плотностью 2,70 г/сж серое олово (а = 8п, структура алмаза, плотность 5,75 з/с ), являющееся неметаллическим веществом, переходит в белое металлическое олово (Р=8п, тетрагональная структура, плотность 7,28 г/слг ) желтый мышьяк (плотность 2,0 г/см ) переходит в металлическую модификацию с плотностью 5,73 г/б .и . При высоких давлениях алмаз ( = 3,51 г/см ) становится более устойчивой формой, чем графит ( = 2,25 г/см ), хотя при обычных давлениях эти соотношения обратны. [c.241]

Фосфор. При нормальных условиях фосфор уже имеет большое число модификаций, и поэтому фазовая диаграмма его крайне сложная. Некоторые формы фосфора имеют кристаллическое строение, другие аморфное. Рассмотрим только некоторые превращения в фосфоре при определенных температурах и давлениях. [c.153]

Известны три аллотропические модификации кристаллического фосфора белая, фиолетово-красная и черная каждая из них имеет полиморфные разновидности всего известно около десятка различных твердых форм, некоторые из которых аморфны. [c.277]

Свойства. Фосфор образует несколько аллотропных модификаций, которые заметно различаются по свойствам. Белый фосфор — мягкое кристаллическое вещество. Состоит из молекул Р4. Плавится ири температуре 44,1 °С. Очень хорошо растворим в сероуглероде S2. Чрезвычайно ядовит и легко загорается. [c.158]

Стандартным состоянием фосфора является а-модификация кристаллического белого фосфора — Р (крист, бел., а). [c.429]

При конденсации паров фосфора образуется белый фосфор с молекулярной кристаллической решеткой, в узлах которой находятся молекулы Pi. Белый фосфор очень ядовит. В молекуле Р4 связь Р—Р (200 кДж/моль) легко разрывается и белый фосфор переходит в устойчивые полимерные модификации фиолетового и черного. [c.306]

Таким образом, при образовании простых веществ из элементов в общем случае выделяются две стадии химического превращения атом — молекула и молекула — координационный кристалл Уже на первой стадии из одного элемента может образоваться несколько простых веществ. Например, из элемента кислорода образуются два простых вещества Оа и Оз, различающихся составом, строением, а следовательно, и свойствами. Элемент сера в парообразном состоянии существует в виде молекул 5,, 5 , причем равновесие между различными молекулярными ( )ормами зависит от температуры. На второй стадии образования простых веществ возникающие координационные кристаллы в зависимости от внешних параметров равновесия — температуры и давления — существуют в различных структурах (полиморфизм) Одному элементу соответствует несколько простых веществ (полиморфные модификации), различающихся типом кристаллической решетки ромбическая и моноклинная сера, белый, красный и черный фосфор, ГЦК и ОЦК модификации железа и т. п. [c.28]

Черный кристаллический фосфор при атмосферном давлении является полупроводником, его электросопротивление уменьшается по сравнению с белым фосфором в 10 раз плотность его 2,6 г/см структура черного фосфора орторомбическая с параметрами й=0,331 нм, = 1,047 нм, с = 0,437 нм. Результаты измерений упругости пара и теплоты реакций различных модификаций фосфора с раствором брома в сероуглероде показали, что черный фосфор -- наиболее стабильная модификация фосфора. Наряду с кристаллическим черным фосфором образуется и черный аморфный фосфор. Аморфная модификация образуется из белого фосфора при значениях р и / на р—/-фазовой диаграмме этого элемента, которые лежат несколько ниже линии с координатами [c.154]

Все остальные простые вещества твердые. Для некоторых из них определен состав молекул Р4 (белая модификация фосфора), Зз, Тем (так называемая цепочечная структура). В твердых веществах атомы (ионы) расположены в узлах кристаллической решетки. Структура последней оказывает влияние на температуру плавления простых веществ. [c.100]

Таким образом, в зависимости от характера заполнения энергетических зон кристалла электронами атомная решетка может принадлежать металлам, полуметаллам, полупроводникам или диэлектрикам. Мы видим также, что принадлежность к тому или иному классу веществ определяется не только строением атома, но и кристаллической структурой вещества. Ярким примером может служить олово, существующее в двух аллотропных модификациях серое со структурой алмаза — полупроводник и белое с тетрагональной кристаллической решеткой — металл. Точно так же воздействие внешних условий может оказать существенное влияние например неметалл фосфор при давлениях выше 40 тыс. атмосфер становится металлом. [c.138]

Сравнивая серу и ее гомологи с хлором, бромом и иодом, наблюдается по ходу сверху вниз в столбце в обоих группах повышение тенденции к полимеризации и образованию сложно построенных кристаллических структур это явление еще заметнее при переходе к V группе, т. е. к фосфору и его гомологам и далее оно видно очень ярко в IV группе для кремния, германия, олова и свинца. При движении сверху вниз в этих столбцах Системы возрастает металлический характер кристаллических модификаций. [c.205]

Белая модификация фосфора, получающаяся при конденсации паров, имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой дислоцированы молекулы Р4. Из-за слабости межмолекулярных сил белый фосфор летуч, легкоплавок, режется ножом и растворяется в органических растворителях, например в сероуглероде. Белый фосфор весьма реакционноспособное вещество. Он энергично взаимодействует с кислородом, галогенами, серой и металлами. Окисление фосфора на воздухе сопровождается разогреванием гг свечением. Поэтому белый фосфор хранят под водой, с которой он не реагирует. Белый фосфор очень токсичен смертельная доза для человека составляет 0,15 г. [c.270]

Несмотря на ограниченную применимость зонной теории, она позволяет судить о возможности изменения характера проводимости в зависимости от внешних условий (давления и температуры). С точки зрения зонной теории основной критерий полупроводимости — это отсутствие перекрывания валентной зоны и зоны проводимости, т. е. наличие зоны запрещенных энергий АЕ (см. рис. 129). Если создать условия, обеспечивающие сближение атомов кремния на расстояние, меньшее Го (д,о Гр), то, как видно из рис. 129, 35/зЗ-гибридная валентная зона и 45-зона проводимости перекрываются и при этом кремний должен обладать металлическими свойствами. Эти условия можно реализовать при всестороннем сжатии под высоким давлением, когда рыхлая тетраэдрическая структура полупроводникового кремния переходит в плотноупакованную структуру металлического типа. Давления, при которых возможен такой переход, как правило, весьма высоки (10 н-10 МПа). Так, при сжатии красной модификации фосфора (изолятор) под давлением 1,2-10 МПа наблюдается переход в более плотную полупроводниковую модификацию (черный фосфор) с шириной запрещенной зоны 0,33 эВ. Дальнейшее сжатие (2,0-10 МПа) приводит к появлению металлической проводимости в черном фосфоре. Переход от рыхлых структур к плотноупакованным металлическим сопровождается уменьшением энтропии аналогично тому, как это происходит при кристаллизации. Напротив, при переходе от плотной упаковки к более рыхлой структуре энтропия возрастает, поскольку увеличиваются амплитуда колебаний атомов и связанная с этим неопределенность положения их в узлах кристаллической решетки. Это эквивалентно увеличению неупорядоченности в кристалле (А5>0). Такой переход реализуется, например, при нагре- [c.320]

Черный фосфор получают из белого при нагревании его до 200 °С под высоким давлением (свыше 12-10 кПа). По внешнему виду он напоминает графит, жирен на ош,упь, тяжелее других модификаций (плотность 2,7 г/см ), является полупроводником, воспламеняется при 490 °С, В химическом отношении он очень инертен. Пластичность и инертность черного фосфора обусловлены тем, что он имеет атомную пространственную кристаллическую решетку слоистого строения. Кристалл состоит из параллельных плоскостей, слабо связанных силами Ван-дер-Ваальса расстояние между слоями 0,324 нм [c.357]

Бесцветный твердый фосфор плавится при атмосферном давлении при 44, Г Сив жидком состоянии содержит те же молекулы Р4, что и в газе и в кристаллах бесцветной модификации. Указанная температура плавления, важная с практической точки зрения величина, не является свойством фосфора, зависящим только от структуры кристалла [Р41 или от связей между молекулами. С общей термодинамической точки зрения температура плавления любой кристаллической (или аморфной) фазы не является внутренним, присущим данной фазе свойством, но отвечает просто температуре, при которой линии температурной зависимости двух совершенно самостоятельных специфических функций состояния жидкости и кристалла пересекаются. Поэтому и не бывает никаких особых изменений в свойствах кристалла или жидкости, когда эти фазы переходят из устойчивого в метаста-бильное состояние [7]. [c.276]

Белый фосфор представляет собой молекулярную решетку, состоящую из отдельных молекул Р 4, а потому имеет небольшую скрытую теплоту плавления и плавится при низкой температуре (абсолютное значение температуры плавления зависит, как уже было отмечено, от свойств как кристаллической, так и жидкой фаз). Фиолетовый фосфор построен, по-видимому, из длинных цепей, связанных дуг с другом, тетраэдров Р4. Известно, по крайней мере, шесть модификаций фиолетового фосфора, но они очень плохо до сих пор изучены. На рис. 152 нанесены примерно области существования различных модификаций фосфора. [c.277]

Физические свойства. Простое вещество фосфор может существовать в виде нескольких аллотропных модификаций. Все они представляют собой твердые вещества кристаллического или аморфного строения. Наиболее известными и устойчивыми модификациями фосфора являются белый, красный и черный фосфор. [c.397]

Химические свойства простых веществ. При рассмотрении физических свойств простых веществ подчеркивалось, что они в основном присущи макроскопическим количествам вещества (особенно в конденсированном состоянии). Что же касается химических свойств, то они главным образом определяются свойствами атомов или молекул, поскольку химическое взаимодействие всегда протекает на атомном или молекулярном уровне. Однако реально наблюдаемая химическая активность твердых простых веществ в заметной мере зависит, например, от величины поверхности соприкосновения, ее состояния, структуры кристалла и т.п., т.е. опять-таки от макроскопических характеристик. Так, мелкодисперсный цинк (цинковая пыль) значительно энергичнее взаимодействует с кислотами, чем гранулированный. Например, цинковая пыль восстанавливает азотную кислоту до аммиака, а гранулированный цинк — только до низших оксидов азота. Хорошо известна также способность многих металлов (А1, Ре, Т1, Сг и др.) к пассивации в агрессивных окисляющих средах, хотя сами эти металлы достаточно активны. Кроме того, различные модификации одного и того же простого вещества могут заметно различаться по химической активности (например, белый и красный фосфор). Таким образом, химические свойства простых веществ представляют собой единство атомной, молекулярной и кристаллической форм химической организации со всеми характерными для них особенностями. [c.249]

Фосфор образует несколько аллотропических модификаций. Белый фосфор — мягкое кристаллическое вещество, состоит из молекул 4, ядовит, хорошо растворим в сероуглероде (растворитель). При нагревании белого фск ф6ра образуется красный фосфор, который в отличие от белого ие ядовит и не растворяется в сероуглероде. Наиболее химически устойчивая модификация фосфора — черный фосфор. [c.86]

Стеклообразующие элементы находятся только в V и VI группах периодической системы. Сера и селен легко образуют стекла. При охлаждении жидкого кислорода Уол [6] наблюдал образование прозрачного изотропного твердого вещества. Маккензи и др. [7] недавно критически пересмотрели это утверждение и пришли к выводу, что существование стеклообразного кислорода маловероятно, а стеклом Уола, по-виднмому, является кубическая у-модификация кристаллического кислорода. Исходя из того что при затвердевании расплава теллура наблюдается неправильное изменение объема, Теплер [8] предположил, что теллур будет образовывать стекло. Фрерикс 9] показал, что при охлаждении расплавленного теллура стекло не образуется. Эллис [10] недавно получил стеклообразную модификацию фосфора, нагревая белый фосфор выше 250° под давлением более 7 кбар. Эту же модификацию белого фосфора можно также получить, нагревая белый фосфор в присутствии ртути, действующей как катализатор, в эвакуированной запаянной ампуле при 380°. [c.15]

Свойства аллотропных модификаций фосфора ма строения мо-объясняются их строением. Более подробно изуче- лекулы белого но строение белого фосфора. Он имеет молекуляр- фосфора ную кристаллическую решетку. Его молекулы че-тырехатомны (Р — тетрафосфор) и имеют форму правильной трехгранной пирамиды (рис. 10.4). Каждый атом фосфора находится в одной из вершин пирамиды и связан тремя а-связями с другими тремя атомами. Как все вещества с молекулярной решеткой, белый 4юсфор легко плавится и летуч. Он хорошо растворяется в органических растворителях. [c.197]

В 0Д110К0мп0нентных стемах фазы состоят из одного вещества в различных агрегатных состояниях. Если вещество может давать различные кристаллические модификации, то каждая из них является особой фазой. Так, вода образует шесть различных модификаций льда, сера кристаллизуется в ромбической и моноклинической формах, существует белое и серое олово, известен белый, фиолетовый и черный фосфор. Каждая модификация устойчива в определенном интервале температуры и давления7Т гласто (У ГЗУ при К = 1 чис-ло степенёГсвободы будет [c.176]

Хлоруксусная кислота (хлорэтановая) I H2—СООН—твердое кристаллическое вещество, существующее в трех модификациях (а, р и v)- Получается при хлорировании уксусной кислоты в присутствии красного фосфора (реакция Гелля — Фольгарда — Зелинского) [c.150]

Твердый РаОб имеет несколько модификаций, отличающихся характером расположения кислородных тетраэдров. При окислении белого фосфора образуется летучая модификация Р Об с молекулярной кристаллической решеткой, в узлах которой находятся молекулыР40ю. Эта модификация легко возгоняется (т. возг. 359°С), исключительно активно взаимодействует с водой. Реакцию окисления белого фосфора в Р4О6 и далее в Р4О10 можно представить схемой [c.416]

В ряде случаев переход одной кристаллической модификации в другую необратим. В таких системах устойчива только одна модификация, которая при нагревании плавится. Неустойчивая модификация может появиться лишь при кристаллизации из расплава, и переход одной модификации в другую возможен только в одном направлении — неустойчивой модификации в устойчивую. Такой процесс превращения называется монотропным. Примером может служить монотропное превращение ромбического арагонита (СаСОз) в тригональный кальцит. Фосфор является системой, в которой возможно как монотропное, так и энантиотропное превращение модификации. [c.174]

По химическому составу полупроводники весьма разнообразны. К ним относятся элементарные вещества, как, например, бор, графит, кремний, германий, мышьяк, сурьма, селен, а также многие оксиды ( uaO, ZnO), сульфиды (PbS), соединения с индием (InSb) и т. д. и многие соединения, состоящие более чем из двух элементов. Известны и некоторые органические соединения обладающие полупроводниковыми свойствами. Таким образом, к полупроводникам относится очень большое число веществ. Обусловлены полупроводниковые свойства характером химической связи (ковалентным, или ковалентным с некоторой долей ионности), типом кристаллической решетки, размерами атомов, расстоянием между ними, их взаиморасположением. Если химические связи вещества носят преимущественно металлический характер, то его полупроводниковые свойства исключаются. Зависимость полупроводниковых свойств от типа решетки и от характера связи ясно видна на примере аллотропных модификаций углерода. Так, алмаз — типичный диэлектрик, а графит — полупроводник с положительным температурным коэффициентом электропроводности. То же у олова белое олово — металл, а его аллотропное видоизменение серое олово — полупроводник. Известны примеры с модификациями фосфора и серы. [c.298]

Свойства аллотропных модификаций фосфора объясняются их строением. Более полно изучено строеннг белого фосфора. Он имеет молекулярную кристаллическую решетку. Его молекулы четырех-атомны и имеют форму правильной трехгранной пирамиды. Каждый атом фосфора находится в одной из вершин пирамиды (рис. 3.4). Как все вещества с молекулярной решеткой, белый фосфор легко плавится и летуч. Он хорошо растворяется в органических растворителях. [c.119]

Элементарный фосфор химически более активен, чем азот, и в свободном состоянии в природе не встречается. Атомы фосфора объединяются в двухатомные Рз, четырехатомные Р4 и полимерные 2п - молекулы. Молекулы 2 (аналогичные N2) существуют лишь при температурах выше 1000°С, распад на атомы начинается лишь выше 2000°С. Известны несколько адлотрошак модификаций фосфора. Белый фосфор - кристаллический порошок, ядовит, самовозгорается на воздухе при 50 °С, поэтому хранят его под водой и в темноте. При длительном нагревании (280 - 340 С) переходит в 1срасный фосфор - кристаллический порошок, устойчив (температура самовозгорания более 250 °С), не ядовит, химически инертен, используется в спичечном производстве. Черный фосфор можно получить из белого при t=200° и Р=12000 атм. Черный фосфор химически устойчив, не ядовит, температура самовозгорания более 400°С. В технике белый фосфор получают прокаливанием фосфата кальция с углем и песком в электропечах при 1500°С [c.68]

Наиболее стабильной модификацией фосфора является черный фосс1юр. Черный фосфор получают аллотропным превращением белого фосфора при температуре 220 °С и давлении 1200 МПа. По внешнему виду он напоминает графит. Кристаллическая структура черного фосфора слоистая, состоящая нз гофрированных слоев (рис. 49). Как и в красном фосфоре, здесь атом фосфора связан кова- [c.270]

Свойства аллотропных модификаций фосфора объясняются их строением. Более подробно изучено строение белого фосфора. Он имеет молекулярную кристаллическую решетку. Его молекулы четырехатом-ны (Р — тетрафосфор) и имеют форму правильной трехгранной пира-Р [c.200]

Свойства аллотропных модификаций фосфора объясняются их стрюонием. Более подробно изучено ст1К>ение белого фосфора Он имеет молекулярную кристаллическую решетку. р]го молекулы четы-рехатомны (Р4 - тетрафосфор) и имеют форму правильной трехгран- [c.240]

Наиболее стабильной модификацией фосфора является черный фосфор. Его получают аллотропным превращением белого фосфора при температуре 220" С и давлении 1200 МПа. По внешнему виду он напоминает графит. Кристаллическая структура черного фосфора слоистая, состоящая из гофрированных слоев (рис. 150). Как и в красном фосфоре, здесь каждый атом фосфора связан ковалентными связями с тремя соседями. Расстояние между атомами фосфора соседнего слоя 0,387 нм. Белый и красный фосфор — диэлектрики, а черный фосфор — полупроводник с шириной запрещенной зоны 0,33 эВ. В химическом отношении черный фосфор наименее реакционноспособеи, воспламеняется лишь при нагревании выше 400° С. [c.411]