Фосфор строение и связь

Фосфор в газообразном состоянии при очень высоких температурах состоит из молекул Ра, имеюш,их подобное же строение Р = Р . Однако при более низких температурах фосфор образует молекулу из четырех атомов, Р4. Она имеет структуру, показанную на рис. 6.116. Четыре атома фосфора расположены по углам правильного тетраэдра. Каждый атом фосфора образует ковалентные связи с тремя другими атомами фосфора. Такие молекулы Р4 существуют в парах фосфора, в растворах фосфора в сероуглероде и других неполярных растворителях. Из них состоит твердый белый фосфор. В других модификациях фосфора (красный фосфор, черный фосфор) атомы образуют более крупные агрегаты с углами Р-Р-Р, равными примерно 102°, как и сле дует ожидать для р-связей. [c.147]

Рассмотрите ио методу молекулярных орбиталей электронное строение молекул Эг для водорода, галогенов, халькогенов, азота, фосфора и углерода. Определите порядок связи и условия существования молекул Эг. Парамагнитны или диамагнитны эти молекулы Возможна ли конденсация газов Эг в жидкое и твердое состояние Какие свойства для них характерны—окислительные или восстановительные Способны ли молекулы Эг к дисмутации Ответ сопроводите уравнениями реакций. Для каких из указанных элементов образование катионов Э2+ наиболее выгодно Приведите примеры веществ, включающих катионы Э2+. Какие элементы могут существовать в виде молекул Э (п>2) и анионов Э (v=l,2) Устойчив ли ион I3+ [c.153]

Рис. 2, Строение связей полифосфазенов а — гибридизация соответствующих За -орбиталей фосфора с рг-орбиталями азота перекрывание непрерывное, чему соответствует цепочка чередующихся заштрихованных и чистых орбиталей б — изображение трехцентровых островов с характером я-связи, прерывающихся на фосфоре [10].

Относительная прочность о- и л-связей зависит от периода в периодической системе, в котором расположены образующие молекулу атомы. Для атомов элементов второго периода прочность о- и л-связей примерно одинакова. Элементы, расположенные ниже второго периода, достаточно прочных (р — р) л-связей не образуют. Это можно объяснить следующим образом. Как видно из схемы образования л-связи, для перекрывания р-орбиталей атомы должны быть расположены достаточно близко Друг к другу. В группе сверху вниз радиусы атомов увеличиваются, причем наибольшее увеличение радиусов, примерно на 7з, наблюдается при переходе от второго к третьему периоду. Такое увеличение радиусов приводит к тому, что атомы не могут приблизиться на достаточно близкое расстояние, необходимое для перекрывания р-орбиталей с образованием л-связи. Поэтому атомы элементов, расположенных ниже второго периода, образуют друг с другом только ст-связи. Отсюда становится понятным, например, тот факт, что не существует устойчивых молекул 82 и Р2, аналогичных О2 и N2, хотя в простых веществах сера и фосфор соответственно двух- и трехвалентны, так же как кислород и азот. Сера и фосфор образуют различные полимерные молекулы, состоящие из большого количества атомов, только с ст-связями. Полимерное строение молекул серы и фосфора является причиной того, что простые вещества, образуемые этими элементами, находятся при обычных условиях в твердом состоянии. Молекулы, в которых азот и фосфор, кислород и сера образуют только а-связи, имеют одинаковое строение, например, ЫНз и РНз, Н2О и Н23. [c.83]

Главным фактором, определяющим ширину запрещенной зоны, является прочность межатомной связи в данном соединении, которая, в свою очередь, зависит от природы атомов, и не только тех, которые образуют связь, но и тех, которые их окружают, от координационного числа, словом, от состава и строения данного твердого соединения. Прочность связи, как мы знаем, можно оценивать, исходя из экспериментальных данных о ее длине или о частоте максимума полосы излучения, зависящей от энергии связи атомов данного элемента—активатора с атомами соответствующего элемента твердого вещества — основы фосфора. [c.125]

Атомы серы и фосфора в отличие от атома азота имеют во внешнем слое свободные -орбитали, которые в известной мере заполняются неподеленными электронными парами атомов кислорода. Таким образом, связи серы и фосфора с кислородом средние между одинарными и двойными их электронное строение лучше передают формулы [c.98]

Привести общую характеристику азота и фосфора в связи с их положением в периодической системе и строением атомов. [c.109]

Химическое строение молекулы азота с позиций МВС и ММО характеризуется исключительной прочностью, несравнимой ни с какими другими двухатомными молекулами. Особая устойчивость молекулярного азота во многом определяет химию этого элемента. И кратность, и порядок связи в молекуле азота равны трем . Кроме того, на разрыхляюш,их молекулярных орбиталях нет ни одного электрона. Все это является причиной очень большой величины энтальпии диссоциации молекул азота и высокой их термической устойчивости. Поэтому азот не горит и не поддерживает горения других веществ. Напротив, он сам в молекулярном виде является конечным продуктом окисления многих азотсодержащих веществ. При комнатной температуре азот реагирует лишь с литием с образованием нитрида лития LigN. В условиях повышенных температур он взаимодействует с другими активными металлами также с образованием нитридов. Образующийся при электрических разрядах атомарный азот уже при обычных условиях взаимодействует с серой, фосфором, ртутью. С галогенами азот непосредственно не соединяется. Химическая активность азота резко повышается в условиях высоких температур (2500—3000 °С), тлеющего и искрового электрического разряда и в присутствии катализаторов. Так, при повышенных температурах и давлениях и в присутствии катализаторов азот непосредственно соединяется с водородом, кислородом, углеродом и другими элементами. [c.248]

При дегидратации ортофосфатов натрия образуются различные конденсированные фосфаты 2 со структурой аналогичной силикатам, так как координационное число как кремния, так и фосфора по отношению к кислороду всегда равно четырем. Один из четырех атомов кислорода связан с пятивалентным атомом фосфора двойной связью и поэтому не может быть связующим звеном между двумя атомами фосфора. В зависимости от строения конденсированные фосфаты относят к метафосфатам или полифосфатам [c.1070]

Характер и направление взаимодействия соединений, содержащих связь 81—14, с соединениями фосфора, содержащими связь Р—X (где X = галоген), в значительной степени зависит от строения обоих реагентов. Во многих случаях наблюдается просто расщепление связи 81—N с образованием соответствующего галогенсилана [c.67]

При дегидратации ортофосфатов натрия образуются различные конденсированные фосфаты 45-5 . При исследовании их структуры исходили из того, что 1) строение фосфатов и силикатов аналогично, так как координационное число как кремния, так и фосфора по отношению к кислороду всегда равно четырем 2) соли более бедных водой фосфорных кислот образуются при молекулярном выделении воды, следовательно они являются продуктами конденсации 3) один из четырех атомов кислорода связан с пятивалентным атомом фосфора двойной связью и поэтому не может быть связующим звеном между двумя атомами фосфора. На этой основе установлены следующие два типа строения конденсированных фосфатов I тип — метафосфаты и II тип — полифосфаты. [c.707]

Для более сложных по строению соединений также оказывается возможным выделить наиболее реакционноспособные фрагменты молекулы. Например, связь Р = 5 в дитиофосфат-ных присадках считается более прочной, чем связь С—5. В присадках типа ксантогенатов атомы 5 более подвижны в связях С=5, чем в связях С—5—С. Аналогичные зависимости наблюдаются для фосфор- и хлорсодержащих соединений [216]. [c.259]

Сравнивая между собой типические элементы 2-го и 3-го периодов, отметим, что с точки зрения электронного строения они также различны. Дело в том, что у элементов 3-го периода существует вакантная Sii-оболочка, которая при определенных условиях может принимать участие в химическом взаимодействии. Это реализуется благодаря возможности промотирования валентных электронов с 3s- и Зр-оболочек на близлежащую по энергии Зс(-оболочку при одном и том же значении главного квантового числа. А у элементов 2-го периода возможность промотирования на следующую вакантную 35-оболочку исключается по энергетическим соображениям затраты энергии на промотирование не могут быть компенсированы выигрышем в энергии за счет образования дополнительных связей. Именно по этой причине не реализуется, например, пятивалентное состояние азота, хотя для фосфора оно является обычным. Так, галогениды азота имеют формулы NFs, а для фосфора известны и пентагалогениды, например P I.,. В самом деле, структуру валентных орбита-лей азота (п=2) и фосфора (тг=3) можно представить следующим образом [c.13]

Полимерными соединениями, или полимерами, называют вещества, молекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев одинаковой структуры. Элементарные структурные звенья соединены между собой ковалентными связями в длинные цепи линейного или разветвленного строения или же образуют эластичные или жесткие пространственные решетки. Своеобразно построенные, гигантские по размерам молекулы полимерных соединений обычно называют макромолекулами. Основная цепь макромолекул органических полимеров состоит из атомов углерода, иногда с чередованием атомов кислорода, серы, азота, фосфора. В макромолекуляр-ную цепь могут быть введены атомы кремния, титана, алюминия и других элементов, не содержащихся в природных органических соединениях. [c.9]

Свойства таких полиэфиров несколько отличаются от свойств полиэфиров подобного же строения, но не содержащих атомов фосфора в основной цепи, что связано с большей гибкостью макромолекул фосфорсодержащих полимеров. Так, температуры их размягчения гораздо ниже температур размягчения полиэфиров дикарбоновых кислот [c.468]

Известны и другие кислородсодержащие кислоты фосфора и их соли со связью Р-Н. Это пирофосфористая кислота Н РаОа, имеющая строение [c.416]

Мы уже обсуждали в других местах учебника электронное и геометрическое строение молекул галогенидов фосфора (см. разд. 7.5 и 7.6, ч. 1). Дипольные моменты (см. разд. 8.2, ч. 1) этих соединений, указанные в табл. 21.10, находятся в соответствии с их геометрическим строением. Соединения РХ3 обладают пирамидальной формой (см. рис. 21.4), и полный дипольный момент этих молекул зависит от полярности связей Р—X. Можно заключить, что полярность связей Р—X уменьщается в ряду Р—Р > > Р—С1 > Р—Вг > Р—I. Этот ряд согласуется с разностью электроотрицательностей между фосфором и галогенами. Молекулы рр5 обладают тригонально-бипира-мидальной структурой (см. рис. 21.4), причем центральный атом фосфора обобществляет пять электронных пар с пятью атомами X. Дипольные моменты пяти связей Р—X взаимно компенсируются, и полный молекулярный дипольный момент во всех случаях оказывается равным нулю. [c.322]

У элементов третьего периода, способных вовлекать в образование связей одну 5-, три р- и две -орбитали, ковалентность достигает шести. Особенностью электронного строения атомов фосфора и серы является [c.29]

Черный фосфор получают нагреванием белого фосфора при 200 °С и очень высоком давлении. Он также имеет полимерное строение с углом между связями 99°. По внешнему виду и некоторым физическим свойствам черный фосфор похож на графит. Он проводит электрический ток, жирный на ощупь. Черный фосфор весьма инертен и воспламеняется только при 490 °С. [c.326]

В свободном состоянии фосфор образует несколько аллотропных разновидностей. В соответствии со строением атом фосфора образует три ковалентные связи, как и атом азота. Но в молекуле азота все три связи оба атома затрачивают на связывание друг с другом, а во всех аллотропных разновидностях фосфора все атомы связаны попарно лишь одной связью. Если один атом фосфора присоединил к себе подобным образом три других, то у каждого из последних остаются неиспользованными две единицы валентности (рис. 23), т. е. по 2 несра-ренных электрона. Эти единицы валентности могут затратиться на связывание присоединенных атомов друг с другом. Тогда образуется молекула Р4 из четырех атомов, каждый из которых связан ковалентной связью с каждым из трех остальных. Форма молекулы — правильная трехгранная пирамида (тетраэдр, рис. 23, а). Из таких молекул состоит белый фосфор. Его кристаллическая решетка, таким образом, молекулярная, слагается из молекул, слабо связанных межмолекулярными силами. Поэтому белый фосфор, подобно другим веществам с молекулярной решеткой, легкоплавок и летуч. В воде он почти нерастворим, но хорошо растворяется во многих органических растворителях. Белый фосфор ядовит. [c.67]

Хааке и Уэстхеймер предложили следующее объяснение наблюдаемых явлений. Угол связи у атома фосфора в сложноэфирной группе пятичленного цикла приближается к 90° (1,571 рад) [другие углы в цикле в среднел равны по 112,5° (1,963 рад)]. В такой структуре в начальном состоянии фосфата с тетраэдрически гибридизованным атомом фосфора напряжение составляет лишь несколько килокалорий на моль. С другой стороны, в тригонально-бипирамидальной конфигурации, предполагаемой для переходного состояния 8 2-типа с нятилигандным фосфором, угол связи у атома фосфора, включающий вновь образующуюся связь, при отсутствии напряжения должен быть смежным с прямым углом описанной выше модели и, конечно, не с углами, равными 120° (2,094 рад). Возможность ненапряженной структуры переходного состояния приводит к существенному уменьшению энергии активации нуклеофильного замещения. Именно вследствие такого строения переходного состояния угол между линиями подхода и ухода обменивающихся групп, обычно равный 180° (3,141 рад), уменьшается приблизительно до 120° (2,094 рад), и именно поэтому линия приближения входящего лиганда образует примерно равные углы с линиями удаления двух альтернативно отщепляющихся лигандов. Отщепление одного из них соответствует раскрытию фосфат-эфирного цикла, а отщепление другого, т. е. неэтерифицированной гидроксильной группы, соответствует обмену кислорода. Поэтому в обоих случаях наблюдается один и тот же кинетический эффект, обусловленный отсутствием напряжения активации. Для кислотного гидролиза эта модель приведена пиже [c.981]

Вместе с тем в целом ряде случаев отсутствует прямая связь между термической стабильностью и эффективностью их противоизносного действия. Это объясняется тем, что помимо адсорбционной опособности и химической активности необходимо учитывать также свойства химически модифицированных слоев их состав, строение и толщину. Например, фосфиты наиболее эффективно взаимодействуют с металлом при 160 °С [258]. Эксперименты, проведенные с трибутилтритиофосфатом, показывают, что на стали фосфор связывается значительно интенсивнее, чем сера. Так, взаимодействие металла с фосфором отмечается уже при комнатной температуре, тогда как сера взаимодействует с металлом при температуре выше 100 °С [258]. [c.260]

Пентахлорид фосфора в твердом состоянии имеет одну модификацию с ионной решеткой, состоящей из ионов РС и РС1 . Напишите льюисовы (валентные) структуры этих ионов и предскажите их геометрическое строение. Какая гибридизация орбиталей используется атомом фосфора в каждом из этих ионов для образования связей с атомами хлора Почему РС15 в твердом состоянии существует в виде ионного соединения, тогда как в газовой фазе его устойчивой формой являются нейтральные мо.пекулы [c.334]

Высокая химическая активность белого фосфора объясняется неустойчивостью молекулы Р4. Как видно из схемьн строения этой молекулы (см. рис. 17), три о-саязи у каждого атома 4)осфора расположены под углом 60°. Эти связи образованы р-орбиталями. Но нормальный угол, под которым располагаются р-орбитали, равен ЭО . Такое уменьшение угла между р-орбиталями атомов фосфора в молекуле Р4 и является ирич. шой ее неустойчивости. [c.215]

Таким образом, под давлением фактов (и вопреки октетному правилу) спиновая теория в настоящее время признает, что фосфор может быть пятивалентным, сера — шестивалентной, хлор — емивалентным. И для самих этих элементов, и для их аналогов в концах больших периодов повышение валентного состояния связано с частичным или полным распариванием электронов р- и s-подгрупп. Отсюда следует, что изменение валентности должно происходить сразу на две единицы, причем для одних атомов должны быть характерны четные, а для других—нечетные валентности. И то, R другое следствие обычно оказывается правильным. Иначе обстоит дело в отношении т. н. переходных элементов середин больших периодов (атомы которых характеризуются достройкой d-подгрупп). Попытки предсказаний характерных для них валентностей, исходя из электронного строения атомов, часто не приводят адесь к однозначным результатам. Например, атомам Сг, Мп и Fe отвечает следующее распределение внешних электронов (подгруппы 3d и 4s) [c.231]

Хлорный ангидрид (т. пл. —93, т. кип. 83 °С) является сильно эндотермичным соединением (теплота образования из элементов —60 ккал/моль). Строение его молекулы отвечает формуле O3 I—О—СЮз. Угол при кислородном атоме, соединяющем обе пирамиды СЮз, составляет 119° [при rf(O l) = 1,71 А], а угол О—С1 = 0 равен 115° [при d( lO) = 1,41 А]. Молекула характеризуется отчетливо выраженной полярностью ((j, = 0,72). С такими веществами, как сера, фосфор, бумага, опилки и т. п., СЬО при обычных температурах не реагирует, но соприкосновение его с иодом сопровождается взрывом. Хлорный ангидрид смешивается с четыреххлористым углеродом в любых соотношениях. При термическом разложении СЬО первичным актом является разрыв одной из связей О—С1 (с образованием радикалов СЮз и IO4). Энергия этой связи оценивается в 48 ккал/моль. [c.265]

Строение молекул ОРГ3 отвечает несколько искаженным тетраэдрам с фосфором около центра [ (ОР) = 1,45, (РР) = 1,52, (РС1) = 1,99 А, ГРГ 103°]. Дипольные моменты ОРРз и 0РС1з равны соответственно 1,77 и 2,40. Интересно, что энергия связи 0 = Р по ряду галоидов Р(130)—С1(122) — Вг(119 ккал/моль) уменьшается, а не возрастает (как можно было бы ожидать из-за ослабления по тому же ряду связей Р—Г). Для силовых констант связей были найдены к(РР) = 5,6 и (РС ) = 2,5, а значение к(ОР) зависит от природы галоида и равно 11,9 (Р), 10,2 (С1), [c.456]

Мышьяк образует соединения такого же строения, как и фосфор. Среди фосфор- и мышьякоргаиических соединений имеется большое число веществ, обладающих сильной биологической активностью. В связи с этим они используются как инсектициды, лекарственные препараты, например [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология