Fosforas.

Fosforas – cheminis VA grupės elementas, cheminis simbolis – P, nemetalas. Pagal paplitimą Žemės plutoje fosforas yra 11-as elementas (1120 ppm). Fosforas yra išgaunamas iš gamtoje randamo kalcio fosfato.

Fosforas gali būti kelių skirtingų modifikacijų.

Baltąjį fosforą sudaro P4 molekulės. Kambario temperatūroje jis panašus į vašką, yra nemalonaus kvapo, nuodingas. Baltasis fosforas labai reaktingas, ore greitai oksiduojasi ir tamsoje švyti. Silpnai šildomas arba trinamas gali užsidegti. Ilgai be oro kaitinamas virsta violetiniu fosforu. Šioje modifikacijoje atomai sujungti sudėtingai išdėstytais atomų sluoksniais.

Violetinį fosforą sudaro plokšti kristalai. Jis sublimuojasi 620 °C temperatūroje ir susidaro P4 molekulės. Užsiliepsnoja 400 °C temperatūroje, nenuodingas.

Be šių fosforo modifikacijų dar yra juodasis fosforas, turintis puslaidininkių savybių, taipogi įvairių rūšių nekristalinės struktūros raudonasis fosforas.

Visų rūšių fosforas degdamas sudaro bespalvį oksidą P4O10 (P4O10 supaprastintai užrašomas P2O5).

Pirmasis fosforą išgavo alchemikas H. Brandas 1669 metais, kaitindamas šlapalo, kvarcinio smėlio ir anglies mišinį. 1743 metais A. Margraftas pasiūlė pramoninį fosforo gavimo būdą iš fosforito, kvarcinio smėlio ir anglies 1100-1300 °C temperatūroje.

Išsiskyrę fosforo garai surenkami po vandeniu ir taip gaunamas labai chemiškai aktyvus, nuodingas baltasis fosforas. Ilgesnį laiką šildomas beorėje erdvėje baltasis fosforas sudaro mažesnio cheminio aktyvumo raudonojo fosforo atmainą.

Fosforas gamtoje randamas tik junginiuose – fosfatuose: apatito, fosforito, ambligonito, vivianito, ksenotimo, monacito ir kt. mineraluose. Šiuo metu fosforas gaunamas elektros krosnyse iš fosforito A. Margrafto metodu. Rečiau fosforas išgaunamas su anglimi kaitinant natrio metafosfatą.

Vandenyje sukondensuotas fosforas būna baltojo fosforo atmainos. Jis sudaro taisyklingos trikampės piramidės struktūrą, lengvai lydosi, netirpsta vandenyje, chemiškai labai aktyvus, nuodingas ir ore savaime užsidega. Baltasis fosforas gerai tirpsta CS2 ir kituose organiniuose tirpikliuose. Tamsoje baltasis fosforas švyti, ilgiau šildomas be oro sudaro sluoksniuotos struktūros polimerinį raudonąjį fosforą.

Raudonasis fosforas tamsoje nešvyti, užsidega aukštesnėje negu 200 °C temperatūroje, netirpsta CS2 tirpiklyje, nenuodingas ir yra sunkesnis negu baltasis fosforas. Raudonasis fosforas naudojamas degtukams ir grynai ortofosfato rūgščiai gaminti. Nemažai raudonojo fosforo sunaudojama metalurgijoje ir puslaidininkių gamyboje.

Juodasis fosforas gaunamas ilgai be oro šildant 200 °C temperatūroje 12000 atm slėgyje baltąjį fosforą. Juodojo fosforo struktūra panaši į grafito. Jis yra puslaidininkis, ore užsidega 490 °C temperatūroje. Tai chemiškai neaktyviausia fosforo modifikacija.

Junginiuose fosforas sudaro patvarius +3 ir +5 oksidacijos laipsnių junginius. Patvariausi fosforo junginiai yra +5 oksidacijos laipsnio. Nors vandenilio ir fosforo neigiamieji elektringumai yra vienodi, tačiau sąlygiškai laikoma, kad fosforo vandeniliuose (PH3 ir P2H4) fosforo oksidacijos laipsnis yra +3.

Fosforo junginių pavyzdžiai: fosforo vandeniliai junginiai – fosfinas PH3 ir difosfinas P2H4 (susidaro kartu su fosfinu);

fosfidai – binariniai fosforo junginiai su metalais (pagal cheminio ryšio energijos tipą jie skirstomi į joninius-druskinius, kovalentinius, deimantiškuosius ir metališkuosius; daugiausia naudojama joninių fosfidų, jie gaunami šarminius arba šarminių žemių metalus aukštesnėje temperatūroje veikiant fosforu, anglimi redukuojant fosfatus; joniniai fosfidai vandenyje intensyviai hidrolizuojasi, o sunkiųjų metalų metališkieji fosfidai vandenyje nesihidrolizuoja, jų savybės panašios į metalų lydinių savybes, jų cheminės formulės neatitinka elementų valentingumo, pvz., Cu3P, Cu2P, CuP, CuP2);

foforas su halogenais sudaro halogenidus (sudaro P2X4, PX3 ir PX5 tipo halogenidus, pvz., fosforo trichloridas PCl3);

deguoniniai junginiai: oksidai – fosforo(III) oksidas P2O3 (kambario temperatūroje yra pusiausviras su dimeru P4O6; jis susidaro degant ore fosforui, kai reakcijos terpėje trūksta deguonies); fosforo mišrus oksidas (PO2); fosforo(V) oksidas P4O10;

fosforas taip pat sudaro keliolika deguoninių rūgščių – hipofosfito rūgštis HPH2O2, fosfito rūgštis H2PHO3, ortofosfato rūgštis H3PO4, pirofosfato rūgštis H4P2O7, metafosfato rūgštis (HPO3)n, hipofosfato rūgštis H4P2O6;

fosforas sudaro trąšas – svarbiausios fosforo trąšos yra superfosfatas, amofosas ir diamofosas;

sulfidai – fosforas su siera sudaro tris sulfidus: P4S3, P4S7, P4S10;

fosforo nitridas PN.

Svarbiausi fosforo gamtiniai mineralai yra apatitas, chlorapatitas, hidroksidapatitas ir fosforitas; jie yra kalcio fosfato formos.

Fosforas P yra vienas iš trijų pagrindinių (kalis, azotas ir fosforas) augalams reikalingų elementų. Fosforas taipogi yra žmogaus organizmui reikalinga mineralinės medžiaga.

(T.p. žr. Fosforas(P).)