Ile elektronów walencyjnych ma fosfor?

Fosfor jest piętnastym pierwiastkiem w układzie okresowym. Fosfor to pierwiastek z grupy 15. Jego symbolem jest „P”. Poprzez swoje elektrony walencyjne fosforan tworzy wiązania. W tym artykule szczegółowo wyjaśniono elektrony walencyjne dla fosforu (P). Istnieją dwie główne formy fosforu elementarnego: biała i czerwona. Jest jednak bardzo reaktywny, więc fosfor nie może znaleźć się na Ziemi w postaci wolnej. Występuje w skorupie ziemskiej na poziomie około jednego grama na kilogram (porównaj z miedzią, która wynosi około 0,06 grama). Fosfor jest najczęstszą formą fosforu w minerałach.

Historie

XII-wieczni arabscy ​​alchemicy mogli przypadkowo wyizolować elementarny fosfor, ale zapisy nie są jasne. Hennig Brand był niemieckim kupcem, który odkrył fosfor w 1669 roku. Jego hobby była alchemia. 50 wiader moczu pozostawiono do fermentacji, dopóki Brand, niemiecki kupiec, nie pozwolił im pozostać. Następnie podgrzał pastę piaskiem, aby wydobyć fosfor elementarny. W liście do Gottfrieda Wilfrieda Leibniza Brand poinformował o swoim odkryciu. Później zainteresowanie opinii publicznej wzbudziły demonstracje zdolności pierwiastka do świecenia w ciemności lub „fosforesce” i kolejne litery. Fosfor był chemiczną osobliwością przez stulecie, dopóki nie odkryto, że jest częścią kości.

Zastosowania

Fosfor biały może być stosowany w racach lub urządzeniach zapalających. Czerwony fosfor można znaleźć w przyklejonych po bokach pudełkach zapałek. Ten materiał jest używany do zapalania zapałek, aby zapobiec ich zapaleniu. Najczęstszym zastosowaniem związków fosforu są nawozy. Rudy fosforanowe są podstawą fosforanu amonu. Przed przekształceniem w amon z rud wytwarzany jest fosforan.

Produkcja stali zależy również od fosforanów. Chociaż fosforany są składnikiem detergentów, są powoli wycofywane z niektórych krajów. Mogą powodować wysoki poziom fosforanów w wodzie, co może prowadzić do niepożądanego wzrostu. Ponadto fosforany są wykorzystywane do produkcji szlachetnej porcelany i szkieł specjalnych.

Skutki zdrowotne fosforu

Najczęściej źródłem fosforu w środowisku są fosforany. Ponieważ fosforany są ważną częścią dystrybucji DNA i energii, fosforany są niezbędnymi substancjami w ludzkim ciele. Również fosforany są powszechne w roślinach.

Naturalna podaż fosforanów została dramatycznie zmieniona przez ludzi stosujących nawozy bogate w fosforany i detergenty zawierające fosforany. Różne artykuły spożywcze, takie jak sery, kiełbasy i szynki, również były traktowane fosforanami.

Fosforan powinien być częścią codziennej diety. Zalecane spożycie to 800 mg/dzień. Normalna dieta zapewni od 1000 mg do 2000 mg dziennie w zależności od ilości spożywanych pokarmów bogatych w fosforany.

Pozycja fosforu w układzie okresowym

Alotropy fosforu

Fosfor biały

Fosfor biały, najniebezpieczniejszy alotrop tego pierwiastka, to fosfor biały. Jest to półprzezroczysta, woskowata substancja świecąca w ciemności. Fosfor biały może samoistnie się zapalić pod wpływem powietrza. Kontakt ze skórą może spowodować poważne oparzenia. Fosfor biały może się palić i tworzyć pięciotlenek fosforu.

Fosfor biały może być niezwykle niebezpieczny i powodować poważne obrażenia, a nawet śmierć. Pod wpływem ciepła i światła powoli staje się czerwonym fosforem. Dlatego biały fosfor często wydaje się żółty.

Cztery atomy fosforu są połączone ze sobą w zamkniętych pierścieniach wiązaniami kowalencyjnymi w białych cząsteczkach fosforu. Taka konfiguracja powoduje naprężenie w cząsteczce i wyjaśnia jej wysoce reaktywne właściwości.

Fosfor fioletowy

Najbardziej reaktywnym z alotropów jest fosfor fioletowy. Reaguje powoli na halogeny. Wydaje się prawie całkowicie czarne, ale lekko fioletowe, krystaliczne ciało stałe.

Ogrzanie czerwonego fosforu lub rozpuszczenie białego fosforu przez stopiony ołów może spowodować powstanie fioletowego fosforu. Naukowcy nadal badają jego strukturę sieciową metodami dyfrakcji rentgenowskiej.

Czarny Fosfor

Fosfor czerwony ma wyższy poziom reaktywności niż fosfor czarny. Czarny fosfor pojawia się jako czarne, błyszczące i krystaliczne ciało stałe. Cząsteczki te składają się z sieci krystalicznych, które tworzą się przez połączenie istniejących wiązań PP–P.

Czarny fosfor występuje w dwóch formach: a-czarnej i b-czarnej. Ogrzewanie czerwonego fosforu powoduje powstanie bardziej stabilnej formy. Ten ostatni, bardziej reaktywny, można zsyntetyzować przez ogrzewanie białego fosforu pod wysokim ciśnieniem.

Ta konfiguracja nadaje czarnemu fosforowi większy stopień stabilności ze względu na wyższy kąt wiązania. Czarny fosfor jest alotropem mniej reaktywnym niż siarka, tlen i halogeny.

Czerwony fosfor

Ten alotrop jest bardziej toksyczny niż jego odpowiednik. Pojawia się jako sproszkowana, wyprasowana na czerwono, błyszcząca substancja. Czerwony fosfor ma wyższą stabilność i jest mniej niebezpieczny niż biały. Możesz go wydobyć z niewielkiej ilości pasków napastników na pudełkach zapałek.

Czerwony fosfor powstaje, gdy białe pierścienie fosforu są polimeryzowane przez wiązania kowalencyjne, tworząc proste łańcuchy. Łańcuchy te zmniejszają napięcie wewnątrzcząsteczkowe i zmniejszają reaktywność.

Naturalna obfitość

Chociaż w przyrodzie często występuje fosforan w złożonych mieszaninach, często znajduje się go również w związkach mineralnych. Fosfor występuje również w dużych ilościach w USA, w tym w skałach fosforanowych. Możliwe, że szczyt fosforu zobaczymy około 2050 roku.

W piecu przemysłowym fosfor biały może być podgrzewany w fosforycie z dodatkiem krzemionki i węgla. W ten sposób powstają pary fosforu, które są następnie zbierane pod wodą. W przypadku braku powietrza, czerwony fosfor można wytworzyć przez delikatne podgrzanie białego fosforu do 250°C.

Rola biologiczna

Wszystkie żywe istoty wymagają fosforanów. Stanowi szkielet DNA, struktury cukrowo-fosforanowej RNA. Jest niezbędny do transferu energii w komórkach, jako część ATP (adenozynotrójfosforanu). Można go również znaleźć w wielu biologicznie ważnych cząsteczkach. Ponieważ nasze kości i zęby to głównie fosforan wapnia, spożywamy około 1 grama dziennie. W naszych ciałach przechowujemy również około 750 gramów. Nadużywanie nawozów i detergentów może prowadzić do szybkiego wzrostu glonów i zanieczyszczania rzek i jezior. Glony blokują światło, uniemożliwiając dalszą fotosyntezę. Jezioro wkrótce obumiera z powodu nadmiaru tlenu w jego wodzie.

Jakie są elektrony walencyjne dla fosforu (P)?

P jest drugim elementem w grupie 15. Całkowita liczba elektronów na ostatniej orbicie nazywana jest elektronem walencyjnym. Elektrony walencyjne (P) to całkowita liczba elektronów pozostałych w powłoce po zakończeniu konfiguracji elektronowej. Właściwości i tworzenie wiązań są kontrolowane przez elektrony walencyjne. P jest piętnastym pierwiastkiem w układzie okresowym.

Jaką liczbę elektronów, protonów i neutronów posiada P (fosfor)?

Jądro znajduje się w środku atomu. Jądro jest domem dla protonów i neutronów. 15. Liczba protonów w atomie fosforu nazywana jest liczbą atomową. Liczba protonów znalezionych w fosforze wynosi piętnaście. Jądro zawiera okrągłą powłokę zawierającą elektrony równe protonom. Atom fosforu składa się z 15 elektronów.

Różnica między liczbą mas atomowych a liczbą atomów określa liczbę neutronów w elemencie. Oznacza to, że liczba neutronów (n) = masa atomowa (A) + liczba atomowa (Z).

Wiemy, że ilość atomowa fosforu (n) wynosi 15, a jego masa atomowa wynosi 31 (30.97376200u). Neutron (n) = 31 – 15 = 16. Liczba neutronów znalezionych w fosforze (P) wynosi zatem 16.

Walencja to zdolność atomu pierwiastka chemicznego do tworzenia pewnej liczby wiązań chemicznych z innymi atomami. Przyjmuje wartości od 1 do 8 i nie może być równe 0. Jest to określone przez liczbę elektronów atomu zużytych na tworzenie wiązań chemicznych z innym atomem. Walencja to prawdziwa wartość. Liczbowe wartości walencji są oznaczone cyframi rzymskimi (I,II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Jak znaleźć liczbę neutronów walencyjnych w atomie fosforu (P)?

W kilku krokach możesz określić elektrony walencyjne. Jednym z nich jest konfiguracja elektronowa. Bez konfiguracji elektronowej niemożliwe jest określenie wartościowości elektronu. Znając konfigurację elektronów, łatwo jest znaleźć wartości elektronów dla wszystkich pierwiastków. Na tej stronie znajduje się artykuł wyjaśniający konfigurację elektronów. Znajdziesz go tutaj. Ten artykuł skupia się na konfiguracji elektronów.

Jednak możliwe jest zidentyfikowanie elektronów walencyjnych poprzez umieszczenie elektronów zgodnie z zasadą Bohra. Dowiemy się teraz, jak zidentyfikować elektron walencyjny dla fosforu (P).

Obliczanie liczby elektronów w fosforze (P)

1. ^musimy znać całkowitą liczbę elektronów w atomie fosforu (P). Musisz wiedzieć, ile protonów znajduje się w fosforze, aby określić liczbę elektronów. Aby poznać liczbę protonów, musisz znać liczbę atomową pierwiastka fosforu.

Do określenia liczby atomowej wymagany jest układ okresowy pierwiastków. Układ okresowy zawiera liczbę atomową pierwiastków fosforu (P). Liczba protonów nazywana jest liczbą atomową. Jądro zawiera również elektrony, które są równe protonom. Oznacza to, że elektrony są równe liczbie protonów w atomie fosforu. Liczba atomowa fosforu wynosi 15 zgodnie z układem okresowym. Oznacza to, że atom fosforu zawiera łącznie piętnaście elektronów.

Terminy „ stopień utlenienia ” i „ wartościowość ” mogą nie być takie same, ale liczbowo są prawie identyczne. Warunkowy ładunek atomu atomu nazywany jest stanem utlenienia. Może być pozytywny lub negatywny. Walencja odnosi się do zdolności atomu do tworzenia wiązań. Nie może mieć wartości ujemnej.

Będziesz musiał wykonać konfigurację elektronową fosforu (P)

Ważny krok 2. Ten krok obejmuje uporządkowanie elektronów dla fosforu (P). Atom fosforu zawiera łącznie piętnaście elektronów. Konfiguracja elektronowa fosforu pokazuje, że w powłoce K znajdują się dwa elektrony, osiem w powłoce L i pięć w powłoce M (orbicie). Pierwsza powłoka z fosforu (P) ma dwa elektrony, podczas gdy druga powłoka ma osiem, a trzecia powłoka ma pięć elektronów. W każdej powłoce fosforu znajduje się 2,8 elektronów. Konfiguracja elektronowa dla fosforu na suborbicie to 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ³ . Na tej stronie znajduje się artykuł, który wyjaśnia konfigurację elektronową fosforu (P). Możesz to przeczytać, jeśli jesteś zainteresowany.

Oblicz całkowitą liczbę elektronów i wyznacz powłokę walencyjną

Trzecim krokiem jest wyznaczenie orbity powłoki walencyjnej. Powłoka walencyjna jest ostatnią powłoką po konfiguracji elektronowej. Elektron walencyjny to całkowita liczba elektronów znalezionych w powłoce walencyjnej. Konfiguracja elektronowa fosforu wskazuje, że ostatnia powłoka ma pięć elektronów. Elektrony walencyjne fosforu (P) mają pięć.

1.  Wartościowość jest liczbową charakterystyką zdolności atomów danego pierwiastka do wiązania się z innymi atomami.
2. Wartościowość wodoru jest stała i równa jedności.
3. Wartościowość tlenu jest również stała i równa dwóm.
4. Wartościowość większości pozostałych elementów nie jest stała. Można to określić za pomocą wzorów ich związków binarnych z wodorem lub tlenem.

Tworzenie związków fosforu (P)

Poprzez swoje elektrony walencyjne, fosforan (P) bierze udział w tworzeniu wiązań. Ten elektron walencyjny bierze udział w tworzeniu wiązań z atomami innych pierwiastków. Dzieląc elektrony z innymi pierwiastkami, atomy fosforanów tworzą wiązania. Konfiguracja elektronowa dla chloru wskazuje, że w chlorze występuje siedem elektronów o wartościach. Dzieląc się elektronami, trzy atomy chloru tworzą związki trichlorku fosforu (PCl ₃ ).

W ten sposób atom fosforu (P) kończy swoją oktawę i uzyskuje konfigurację elektronową argonu. Konfigurację elektronową argonu uzyskuje się również przez chlor.

Jeden pierwiastek fosforu dzieli elektrony z trzema atomami chloru, tworząc związek trichlorku fosforu (PCl ₃ ). Odbywa się to poprzez utworzenie wiązania kowalencyjnego. _Trichlorek fosforu (PCl3 ) jest wiązaniem kowalencyjnym.

Jaką liczbę elektronów walencyjnych posiada jon fosforu (P ³ )?

Podczas tworzenia wiązania pierwiastki z 5, 6 lub 7 elektronami w swoich ostatnich powłokach otrzymują elektrony z powłok, które je zawierają. Aniony to pierwiastki, które mają elektrony i mogą tworzyć wiązania. Fosfor(P) jest przykładem pierwiastka anionowego. Ostatnia powłoka fosforu otrzymuje elektrony podczas tworzenia wiązania i przekształca je w fosfor (P ³ ).

jon(P ^3- ) konfiguracja elektronowa to 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ²  3p ⁶ .  Konfiguracja elektronowa dla fosforu pokazuje, że jon ma trzy otoczki, podczas gdy trzecia otoczka zawiera osiem elektronów. Ta konfiguracja elektronów pokazuje, że fosfor ma układ elektronowy argonu. W tym przypadku wartościowość jonów fosforu (P ³ ) wynosiła -3. Elektrony walencyjne fosforu (P ³ ) mają osiem elektronów, ponieważ powłoka zawierająca ostatni jon fosforu ma osiem.

Jaka jest wartościowość fosforu (P)?

Wartościowość (lub wartościowość) to zdolność atomu pierwiastka do łączenia się z innym atomem w tworzeniu cząsteczki. Wartościowość to liczba niesparowanych elektronów znalezionych na ostatniej orbicie elementu. Konfiguracja elektronowa stanu podstawowego dla fosforu to 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹  3d _xy ¹ .  Ta konfiguracja elektronów pokazuje, że na ostatniej orbicie fosforu znajdują się trzy niesparowane elektrony. Wartościowość atomu fosforu wynosi zatem 3.

Konfiguracja elektronowa pierwiastka w stanie wzbudzonym determinuje jego wartość. W stanie wzbudzonym konfiguracja elektronów Fosforu(P*) będzie wynosić 1s ²  2s ²  2p ⁶  3s ¹  3p _x ¹  3p _y ¹  3p _z ¹  3d _xy ¹ .  Ta konfiguracja elektronów pokazuje nam, że ostatnia powłoka zawierająca atom fosforu zawiera pięć niesparowanych elektronów. Powstawanie wiązania determinuje wartościowość fosforu.

Wartościowość dla fosforu wynosi zatem 5.

Fakty dotyczące fosforu:

• Siódmym najczęstszym pierwiastkiem jest fosfor.
• Hennig Brand wyizolował fosfor z moczu. Zamiast zachować tajemnicę, postanowił udostępnić ten proces innym alchemikom. Francuska Akademia Nauk sprzedała jego proces, czyniąc go bardziej znanym.
• Zielona poświata powstaje w wyniku utleniania w powietrzu białego fosforu. Chociaż termin „fosforescencja” jest używany do opisania blasku pierwiastka, w rzeczywistości odnosi się tylko do jego utlenienia. Chemiluminescencja to blask fosforu.
• Szóstym najczęstszym pierwiastkiem w ludzkim ciele jest fosfor.
• Fosfor, osiemnasty najobficiej występujący pierwiastek w wodzie morskiej, jest również znany jako fosfor.
• Metoda Carla Wilhelma Scheele do ekstrakcji kości fosforowych z kości zastąpiła Branda.
• We wczesnych meczach używano białego fosforu. Kiedy pracownicy byli nadmiernie eksponowani, praktyka ta prowadziła do bolesnej i wyniszczającej deformacji kości szczęki zwanej „pęknięciem”.

Bibliografia:

• Tygodnie Mary Elviry, Odkrywanie żywiołów. II. Elementy znane alchemikom J. Chem. Wykształcenie, 1932.
• Tygodnie Mary Elviry, Odkrywanie żywiołów. XXI. Uwaga uzupełniająca o odkryciu fosforu J. Chem. Wykształcenie, 1933.
• Egona Wiberga; Nilsa Wiberga; Arnold Frederick Holleman (2001). Chemia nieorganiczna . Prasa akademicka.
• Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles LB (2006). „Jodek fosforu (I): Wszechstronny odczynnik metatezy do syntezy związków fosforu o niskim stanie utlenienia”. Chemia nieorganiczna .
• Wang, Yuzhong; Xie, Yaoming; Wei, Pingrong; Król, R. Bruce; Schäfer, III; Schleyer, Paul przeciwko R.; Robinson, Gregory H. (2008). „Difosfor stabilizowany karbenem”. Czasopismo Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego .