A-level 化學/OCR (Salters)/磷
外觀
磷是元素週期表中的第十五個元素。因此,磷原子核包含十五個質子。
只有磷-31,31P,是穩定的,所以所有天然存在的磷都是這種同位素,它包含16箇中子。31P 核是核磁共振活躍的,31P 核磁共振被廣泛應用於化學領域。
32P 是放射性的,會發射β粒子;它被用於生物實驗。
中性磷原子H的氣相電子構型是
更簡潔地寫為
這簡化為 GCSE 樣式的電子層結構表示法 2.8.5。
在元素的標準狀態下,磷已知存在於幾種無限共價網路結構中。P 的最重要同素異形體是
- 白磷:包含離散的 P4 四面體(這些也存在於液態 P 中)
- 黑磷:磷原子層相互堆疊 - 每個層都是褶皺的
- 紅磷:無定形,像玻璃
-
黑磷中 P 原子層的球棍模型
磷與元素週期表中的大多數元素形成化合物。由於其尺寸較大,磷在形成雙鍵方面遠不如氮,因此它主要形成單鍵。一個關鍵例外是磷酸中非常強的 P=O 鍵。
磷酸的鹽,包含磷酸根離子,PO43−。
- 磷酸鈉,Na3PO4
- 磷酸鎂,Mg3(PO4)2
- 磷酸鋁,AlPO4
在與非常電正性元素的化合物中,如磷化鈉,Na3P,磷可以以磷化物離子,P3− 的形式存在。P3− 在溶液中不存在,因為它異常活潑。例如,如果你試圖將 Na3P 溶解在水中,會發生以下反應
- Na3P + 3H2O(l) → PH3(g) + 3NaOH(aq)
在與電負性與磷相似或大於磷的元素的化合物中,如三氟化磷,PF3,磷與另一種元素以共價鍵結合。
- 膦:胺的磷類似物
- 有機磷酸酯:磷酸的酯
- 有機亞磷酸酯:亞磷酸的酯