Bài 10: Photpho

I. VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

• Photpho có Z = 15, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.
• Nằm ở ô số 15, nhóm VA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn.
• Lớp ngoài cùng có 5 electron, nên trong các hợp chất, hóa trị của photpho có thể là 5. Ngoài ra, trong một số hợp chất, photpho có hóa trị 3.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Photpho tồn tại ở hai dạng thù hình chính là photpho trắng và photpho đỏ.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

• Photpho là phi kim tương đối hoạt động.
• Photpho trắng hoạt động hóa học mạnh hơn photpho đỏ. Trong các hợp chất photpho có số oxi hóa -3, +3, +5.
• Trong phản ứng hóa học photpho thể hiện được tính oxi hóa hoặc tính khử.

1. Tính oxi hóa

Photpho thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với một số kim loại hoạt động tạo thành photphua kim loại. Ví dụ:

P   +    Ca   \(\underrightarrow{t^o}\)   Ca₃P₂

2. Tính khử

Photpho thể hiện tính khử khi tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halogen, lưu huỳnh,... và các hợp chất có tính oxi hóa mạnh khác.

Photpho cháy được trong không khí khi đốt nóng:

• Thiếu oxi:                                                4P    +    3O₂    \(\underrightarrow{t^o}\)  2P₂O_{3 (điphotpho trioxit)}
• Dư oxi:                                                    4P    +    5O₂    \(\underrightarrow{t^o}\)  2P₂O_{5 (điphotpho pentaoxit)}

Photpho tác dụng dễ dàng với khí clo khi đốt nóng:

• Thiếu clo:                                                2P+    3Cl₂     \(\underrightarrow{t^o}\)   2PCl_{3 (photpho triclorua)}
• Dư clo:                                                    2P+    5Cl₂    \(\underrightarrow{t^o}\)    2PCl_{5 (photpho pentaclorua)}

IV. ỨNG DỤNG, SẢN XUẤT

• Phần lớn photpho sản xuất ra được dùng để sản xuất axit photphoric, phần còn lại chủ yếu dùng trong sản xuất diêm. Ngoài ra, photpho còn được dùng vào mục đích quân sự: sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói...

• Trong công nghiệp, photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphoric (hoặc apatit), cát và than cốc ở 1200^oC trong lò điện. Hơi photpho thoát ra thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, sẽ thu được photpho trắng ở dạng rắn.

Ca₃(PO₄)₂  +  5C  +  SiO₂    \(\underrightarrow{t^o}\)    2P   +  5CO   +  3Ca₂SiO₃

V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

Photpho khá hoạt động về mặt hóa học, nên trong tự nhiên không gặp được photpho ở trạng thái tự do mà chỉ tồn tại trong dạng hợp chất. 

Hai loại quặng chính chứa photpho là quặng photphorit Ca₃(PO₄)₂ và apatit 3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂.

Ngoài ra, photpho còn có trong protein thực vật: trong xương, răng, bắp thịt, tế bào não,... của người và động vật.

Hai khoáng vật chính của photpho

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!