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A-level 化學/OCR (Salters)/磷

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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。

同位素

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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。

電子構型

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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。

同素異形體

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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

化合物

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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。

磷酸鹽

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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

磷化物

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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。

有機磷化合物

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  • 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
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