磷的同素异形体

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介绍

磷的同素异形体以不同的同素异形体形式存在。磷的主要同素异形体包括白磷、红磷和黑磷。此外，还有紫磷的存在。黑磷为黑色，而白磷呈淡黄色，红磷呈红色。

磷的同素异形体

同素异形现象是指元素以两种或多种不同的物理形态存在的现象。这里的同素异形体指的是同种元素的不同物理形态。可以看出，同素异形体是一些化学元素以两种或多种不同形式存在的一种性质。

自然界中存在着各种磷的同素异形体。重要的形式包括：

• 白磷

• 黑磷

• 红磷

白磷

白磷也称为四磷和黄磷。它不能自然获得，但可以从磷酸盐岩石中模拟出来。它具有一些特征，如下所示

物理性质

下面描述了一些白磷的物理性质

• 它看起来像蜡状固体，因为它半透明。

• 它具有类似大蒜的气味。

• 白磷被称为极性化合物，原因是它可溶于二氧化碳。

• 分子量为 30.97g/mol。

• 它具有腐蚀性和剧毒。

化学性质

这种磷的化学性质包括：

• 它与金属反应生成金属磷化物。

• 它与空气中的氧气反应并着火，因此储存在水下。

• 可以看出，当这种磷在惰性气氛中于 573K 加热几天时，会生成红磷。

结构

白磷由四个原子组成，所有原子都通过共价键连接。白磷的结构看起来像一个环，它形成 60° 的键角。

红磷

红磷是另一种磷的同素异形体，可以通过加热白磷获得。可以通过在惰性气氛中于约 573 K 的高温下加热几天来获得。它具有一些特性，并具有特定的结构，如下所述。

物理性质

一些红磷的物理性质如下：

• 它是无臭的磷。

• 红磷本质上无毒。

• 它的熔点为 860 K。

• 分子量为 30.97 g/mol。

• 它在黑暗中不发光。

• 顾名思义，它是深红色。

化学性质

一些红磷的化学性质包括：

• 这种磷在 565 K 与氧气反应生成五氧化二磷。

• 它也与硫反应生成硫化物。

结构

可以看出，红磷的结构与黑磷相同，并且本质上是聚合的。

黑磷

黑磷是由红磷在 416°C 加热产生的。当红磷在密封管中并在合适的温度下加热时，会转化为黑磷。它具有一些特性，如下所示 -

**物理性质** - 一些黑磷的物理性质是：

• 它是黑色的。

• 熔点为 416°C。

• 比重为 2.69。

• 分子量为 30.97。

• 它以结晶和无定形两种形式存在。

图 1：黑磷的物理性质

**化学性质** - 化学性质是：

• 它被称为磷的同素异形体中最稳定的同素异形体。

• 它是反应性最小的同素异形体。

**结构** - 这种磷的结构是 P-P 键的锯齿形线。它主要看起来像蜂窝，因此被称为蜂窝结构。键角形成 99°，键长为 218 Pm。

黑磷、白磷和红磷之间的区别

序号	依据	黑磷	白磷	红磷
1	颜色	黑色	淡黄色	红色
2	稳定性	最稳定	最不稳定	中等稳定
3	反应性	反应性最小	反应性最大	中等反应性

表 1：黑磷、白磷和红磷之间的区别

磷的用途

• 磷对于形成生命至关重要，它是动植物物质的基本组成部分。

• 它存在于所有动物的血液、骨骼和大脑中，以及活细胞中。

• 一些化合物应用于工业，其中最重要的化学品是正磷酸和磷肥。

结论

本教程展示了不同类型的磷同素异形体，它们具有不同的特性。所有的红磷、黑磷和白磷都具有物理和化学性质以及结构。它们具有特定的熔点和特定的颜色，具有分子量。它指出黑磷、白磷和红磷的分子量为 30.97 g/mol。

常见问题

Q1. 白磷可以储存在水中吗？

答：白磷被认为是磷最活泼的形式。它主要与空气中的氧气反应并着火。这就是为什么它储存在水中以防止它与空气接触的原因。

Q2. 磷中最活泼的同素异形体是什么？

答：可以看出，白磷是磷中最活泼的同素异形体。尽管它最活泼；然而，它是所有磷同素异形体中最不稳定的。

Q3. 哪个磷用于火柴？

答：火柴中使用少量红磷。这里的氯酸钾被这种磷产生的热量点燃，从而使火柴着火。