特性および反応

リン原子の電子配置は、1s22s22p63s23p3で表すことができる。 したがって、外殻の配置は窒素の配置に似ており、それぞれが単一の共有結合と追加の孤立電子対を形成することができる三つの半充填軌道を有する。 それが結合する元素の電気陰性度に応じて、リンは窒素と同じように+3または-3の酸化状態を示すことができる。 窒素とリンの主な違いは、後者がかなり低い電気陰性度であり、より大きな原子を有し、外側のd軌道が利用可能であることである。 これらの理由から、窒素とリンの化学の類似点は主に正式なものであり、実際の広範な違いを隠す傾向があります。 リン中の外側のd軌道はオクテットの膨張を可能にし、これは+5状態につながり、化合物中に5つの実際の共有結合が形成され、窒素が達成することは不可能な条件である。

二つの元素の化学における最初の顕著な違いは、元素リンが固体である10の修飾、または同素体の形態のいずれかで通常の条件下で存在することであり、三つの主要な同素体は白、赤、黒である。 構造的にN2分子に類似し、明らかに三重結合した式P2のリン分子は、非常に高い温度でのみ存在する。 これらのP2分子は、窒素の状況とは対照的に、リンの三つの単結合が一つの三重結合よりもエネルギー的に好まれるという事実のために、約1,200°C(2,200°F)以下の低い温度では持続しない。 冷却すると、三重結合したP2分子は凝縮して四面体P4分子を形成し、各原子は単結合によって他の3つに結合される。 白リンは2つの同素体を持っています:常温で安定なアルファ形態は立方晶構造を持っています; -78°c(-108°F)以下で安定なベータ型は、六角形の結晶構造を持っています。 別々のP4分子間の比較的弱い分子間引力(ファンデルワールス力)のために、固体は44.1°C(111.4°F)で容易に溶け、約280°C(536°F)で沸騰する。 四面体の形成には、好ましい90°〜109°の角度の代わりに60°の結合角が必要であり、そのため、白リンは比較的不安定な、または準安定な形態である。 それは自発的に変化しますが、200°C(390°F)以上の温度でゆっくりと、「赤リン」と呼ばれる高分子形に変化します。「この物質は、より低い温度で形成されると非晶質であるが、約590°C(1,090°F)の融点を有する結晶性になる可能性がある。 より高い温度および圧力で、または触媒の助けを借りて、常圧および約200℃の温度で、リンはグラファイトにやや似た薄片状の黒色結晶形態に変換さ これは、その調製の相対的な困難にもかかわらず、リンの最も安定した形態であることが証明される可能性がある。 赤と黒の両方の形態では、それぞれのリン原子は三つの単結合を形成し、これらは比較的歪みがないように十分に離れて広がっている。

白色修飾の準安定条件、およびその共有結合の混雑と一致して、この形態は他のものよりも化学的にはるかに反応性があります。

白色修飾の準安定条件、およびその共有結合の混雑と一致しています。 それは非常に有毒で、ほとんどの試薬と活発に反応し、そして35°cだけで空気でinflames(95°F)、従って水か他の不活性の液体の下で貯えられなければな 白リンは、組成物P4を維持する二硫化炭素のような溶媒に容易に溶解する。 白リンは煙の源として軍の目的のためにそして焼夷弾の貝および手榴弾を満たすために使用されました。 対照的に、赤リンは不溶性で比較的不活性であるが、大量の通常の市販形態は空気中で自発的に発火し、水と反応してホスフィンおよびリン酸を形成することができる。 赤リンは安全マッチのために顕著な表面の準備で使用される。 黒リンはより不活性であり、電気を伝導することができる。 これらのポリマー形態は両方とも不溶性であり、白リンよりも非常に揮発性が低い。

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