Photpho là gì? Hóa trị của Photpho là? Nguyên tử khối Photpho?

Phosphorus là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học, các em sẽ được học chuyên sâu về nó trong hóa học lớp 11. Để giúp các em học tốt hơn và hiểu rõ hơn về Phosphorus, bài viết này Admin sẽ cung cấp và chia sẻ toàn bộ các kiến thức nguyên tố này.

Phosphorus (P) là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học có số hiệu nguyên tử là 15. Nó tồn tại dưới hai dạng chính là Phosphorus trắng và Phosphorus đỏ. Tuy nhiên, do tính chất phản ứng mạnh, Phosphorus không bao giờ được tìm thấy dưới dạng nguyên tử tự do trên Trái đất. Ở nhiệt độ phòng, Phosphorus là chất rắn không màu, trong suốt, có độ cứng như sáp và phát sáng trong bóng tối.

Phosphorus là gì?

Hóa trị của Phosphorus có thể là -3, +3 hoặc +5, tùy thuộc vào các yếu tố và điều kiện phản ứng. Trạng thái hóa trị phổ biến nhất của Phosphorus là -3 khi nó tạo hợp chất với các nguyên tố kim loại như trong trường hợp (PH₃). Tuy nhiên, Phosphorus cũng có thể có hóa trị +3 trong các hợp chất như (P₂O₃) và hóa trị +5 trong các hợp chất như (P₂O₅). Hóa trị của Phosphorus có thể thay đổi tùy thuộc vào ngữ cảnh và yếu tố hóa học khác mà nó tương tác.

Nguyên tử khối của Phosphorus là khoảng 31, được làm tròn từ giá trị chính xác là 30,97376 g/mol. Trong bảng tuần hoàn hóa học, Phosphorus nằm ở chu kỳ 3, nhóm VA với độ âm điện là 2,1. Cấu hình electron của nguyên tử Phosphorus là 1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p³.

Nguyên tử khối của Phosphorus là bao nhiêu?

Ngoài ra, các em còn có thể bổ sung thêm một số thông tin khác cần biết về Phosphorus như:

Khối lượng riêng: 1,83g/cm³
Nhiệt độ nóng chảy: 44,1⁰C
Nhiệt độ sôi: 280⁰C
Trạng thái: Rắn
Độ dẫn điện: 0,235 Wm^-1K^-1
Thời điểm khám phá: Năm 1669
Điện dẫn suất: 1.10⁷ Sm^-1
Đồng vị bền: 1
Đồng vị không bền 6

Phosphorus là một phi kim, nằm trong ô thứ 15, nhóm VA và chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn hóa học. Phosphorus là một khoáng chất quan trọng trong cơ thể, đứng thứ hai sau canxi về sự dồi dào. Cơ thể chúng ta cần Phosphorus để thực hiện nhiều chức năng, bao gồm lọc chất thải và sửa chữa mô và tế bào.

Đa số mọi người đều đáp ứng nhu cầu Phosphorus thông qua chế độ ăn uống hàng ngày. Trên thực tế, tình trạng có quá nhiều Phosphorus trong cơ thể là khá phổ biến. Tuy nhiên, khi bị bệnh thận hoặc tiêu thụ quá nhiều Phosphorus và không đủ canxi, có thể gây ra tình trạng thừa Phosphorus.

Phosphorus có ba dạng thù hình cơ bản, bao gồm: Phosphorus đỏ, Phosphorus trắng và Phosphorus đen, trong đó Phosphorus đỏ và trắng là hai dạng phổ biến nhất. Ngoài ra, Phosphorus cũng có thể tồn tại dưới một số dạng thù hình khác. Cả Phosphorus đỏ và trắng đều có cấu trúc mạng với các nhóm được sắp xếp theo kiểu tứ diện với 4 nguyên tử Phosphorus. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với không khí, ánh sáng hoặc nguồn nhiệt, Phosphorus trắng sẽ cháy bốc.

Các dạng thù hình của Phosphorus

Do tính phản ứng mạnh với oxy trong không khí và các hợp chất oxy khác, Phosphorus không tồn tại tự do trong tự nhiên dưới dạng nguyên chất. Thay vào đó, nó thường được tìm thấy trong các khoáng chất khác nhau. Một nguồn quan trọng của Phosphorus trong lĩnh vực thương mại là đá photphat, loại khoáng chất chứa photphat canxi ba, không tinh khiết. Đá photphat là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất thành phần Phosphorus trong phân bón, giúp cây trồng hấp thụ Phosphorus từ đất.

Ở Việt Nam, mỏ apatit Lào Cai là một trong những nguồn cung cấp Phosphorus quan trọng nhất. Đây là nơi chứa lượng Phosphorus đáng kể và là nguồn nguyên liệu chính cho việc sản xuất phân supephotphat.

Phosphorus có thể tồn tại dưới các dạng thù hình khác nhau, tuy nhiên, hai dạng quan trọng là Phosphorus trắng và Phosphorus đỏ.

Phosphorus đỏ

Phosphorus trắng

Là dạng bột có màu đỏ, dễ hút ẩm và có tính chảy. Nó bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát sáng trong bóng tối.
Không tan trong các dung môi thông thường.
Phosphorus đỏ cháy ở nhiệt độ trên 250⁰C.
Khi đun nóng mà không có sự hiện diện của không khí, Phosphorus đỏ chuyển thành hơi và khi làm lạnh, hơi đó sẽ ngưng tụ lại thành Phosphorus trắng.
Với cấu trúc polime, Phosphorus đỏ khó nóng chảy và bay hơi hơn Phosphorus trắng.

Là chất rắn trong suốt, có màu trắng hoặc hơi vàng, giống như sáp và có cấu trúc tinh thể phân tử. Trong cấu trúc tinh thể, các phân tử P₄ được đặt tại các nút mạng và liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu.
Có đặc tính mềm, dễ nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy khoảng 44,1⁰C).
Không tan trong nước, nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như C6H6, CS₂ và các dung môi khác.
Phosphorus trắng rất độc và gây bỏng nặng khi tiếp xúc với da.
Khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ trên 40⁰C, Phosphorus trắng sẽ cháy. Do đó, cần được bảo quản bằng cách ngâm trong nước.
Trong bóng tối ở nhiệt độ thường, Phosphorus trắng phát sáng màu lục nhạt.
Khi đun nóng đến nhiệt độ 250⁰C và không có sự hiện diện của không khí, Phosphorus trắng chuyển dần thành Phosphorus đỏ, là dạng bền hơn.

Phosphorus là phi kim hoạt động tương đối mạnh, Phosphorus trắng hoạt động hóa học mạnh hơn Phosphorus đỏ. Khi tham gia phản ứng P thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử. Chi tiết như sau:

Tính chất hóa học của Phosphorus là gì?

Tính khử của Photpho

Photpho khử phi kim mạnh hơn O₂, Cl₂, S,...

Khi Phosphorus trắng tác dụng với oxygen ở điều kiện nhiệt độ thường, phản ứng hóa học sẽ tỏa năng lượng ở dạng ánh sáng. Hiện tượng này được gọi là phát quang hóa học.

4P⁰ + 3O⁰_{2 (thiếu)} → 2P⁺³₂O^-2₃

Khi cho Phosphorus đỏ tác dụng với oxygen sẽ cần điều kiện là nhiệt độ cao.

4P⁰ + 5O⁰_{2 (dư)} → 2P⁺⁵₂O^-2₅

Khi cho Phosphorus tác dụng với Cl₂, nếu phản ứng thiếu Cl₂sẽ sinh ra Phosphorus trichloride, còn phản ứng dư Cl₂ sinh ra Phosphorus pentachloride. Phản ứng hóa học như sau:

2P⁰ + 3Cl⁰_{2 (thiếu)} → 2P⁺³Cl^-1₃

2P⁰ + 5Cl⁰_{2 (dư)} → 2 P⁺⁵Cl^-1₅

Photpho khử một số hợp chất có tính oxi hóa mạnh

Phosphorus trong phản ứng hóa học có khả năng khử một số hợp chất có tính oxi hóa mạnh như: KClO₃, H₂SO₄, HNO₃. Phản ứng hóa học xảy ra như sau:

6P + 5KClO₃ → 3P₂O₅ + 5KCl (Điều kiện: t⁰)

2P + H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O (Điều kiện: t⁰)

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O (Điều kiện: t⁰)

Tính oxi hóa của Photpho

Phosphorus xảy ra phản ứng oxi hóa với các kim loại hoạt động mạnh.

3Ca + 2P → Ca₃P₂

Trạng thái tự nhiên của Phosphorus không tồn tại dưới dạng nguyên chất đơn thuần trong môi trường tự nhiên. Thay vào đó, Phosphorus thường được tìm thấy trong các hợp chất và khoáng chất khác nhau.

Một nguồn chính của Phosphorus là các loại đá photphat, chứa photphat canxi không tinh khiết. Các mỏ quặng apatit (3Ca₃(PO₄)₂.CaF₂), quặng (Ca₃(PO₄)₂). Mỏ apatit Lào Cai ở Việt Nam, cung cấp nguồn lớn Phosphorus để sử dụng trong sản xuất phân bón và các ứng dụng khác.

Phosphorus cũng được tìm thấy trong các protein của thực vật, cũng như trong cấu trúc của xương, răng, bắp thịt và tế bào não của cả người và động vật.

Phosphorus đỏ có thể được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp gồm quặng, cát và than cốc trong lò điện ở nhiệt độ khoảng 1200⁰C. Trong quá trình này, hơi Phosphorus thoát ra và sau đó được ngưng tụ lại khi làm lạnh, tạo thành Phosphorus trắng dạng rắn.

Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO (lò điện ở 1200⁰C)

Phosphorus là một nguyên tố đóng vai trò quan trọng với sức khỏe con người và có nhiều ứng dụng trong ngành sản xuất công nghiệp. Cụ thể như sau:

Vai trò và ứng dụng của Phosphorus trong đời sống con người

Vai trò của Photpho với người lớn

Vai trò của Phosphorus đối với người lớn rất quan trọng và đa dạng. Dưới đây là một số vai trò chính của Phosphorus:

Hỗ trợ sự phát triển và duy trì hệ xương và răng: Khoảng 3/4 lượng Phosphorus trong cơ thể tập trung trong xương và răng, giúp tạo nên hệ xương và hàm răng chắc khỏe.
Tham gia vào quá trình sản xuất năng lượng: Photphat đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, giúp cơ thể duy trì và sản xuất năng lượng cần thiết.
Hỗ trợ sức mạnh cơ bắp: Phosphate tham gia vào quá trình tạo và tăng cường sức mạnh cơ bắp.
Tham gia vào quá trình chuyển hóa chất đạm, chất béo và đường bột: Phosphorus đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng như chất đạm, chất béo và đường bột, đảm bảo hoạt động bình thường của cơ thể.
Giúp loại bỏ các chất cặn bã trong thận: Phosphorus giúp loại bỏ các chất cặn bã trong thận và hạn chế sự hình thành sỏi thận.
Tham gia vào quá trình tổng hợp protein, DNA, RNA: Phosphorus đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp các protein, DNA và RNA, giúp kích thích sự tăng trưởng, duy trì và sửa chữa các mô và tế bào bị tổn thương.
Hỗ trợ hấp thụ các loại vitamin B, D, iodine, zinc, magnesium: Phosphorus đóng vai trò quan trọng trong quá trình hấp thụ và cân bằng các loại vitamin B, D, iodine, zinc, magnesium trong cơ thể.
Tham gia vào quá trình co cơ và điều hòa thần kinh: Phosphorus tham gia vào quá trình co cơ và tạo điều kiện cho sự dẫn truyền các tín hiệu thần kinh, đồng thời điều hòa nhịp tim.

Vai trò của Photpho với trẻ em

Vai trò của Phosphorus đối với sự phát triển của trẻ em là:

Hỗ trợ hình thành và phát triển hệ xương: Phosphorus đóng vai trò không thể thiếu trong quá trình hình thành và phát triển hệ xương. Nó giúp trẻ nhỏ có xương chắc khỏe và đảm bảo sự tăng trưởng cao lớn. Nếu trẻ thiếu Phosphorus, có thể dẫn đến tình trạng còi xương và chậm lớn.
Nhu cầu Phosphorus theo độ tuổi: Giai đoạn từ 9 - 18 tuổi là giai đoạn trẻ cần lượng Phosphorus cao nhất, ước tính khoảng 1250 mg mỗi ngày. Trẻ nhỏ từ 0 - 6 tháng tuổi cần khoảng 100 mg Phosphorus, từ 7 - 12 tháng tuổi cần khoảng 275 mg và từ 1 - 8 tuổi cần khoảng 450 - 500 mg Phosphorus hàng ngày.

Ứng dụng Photpho trong sản xuất công nghiệp

Phosphorus có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp, tiêu biểu như:

Ứng dụng Phosphorus trong sản xuất công nghiệp

Phân bón: Phosphorus được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón. Nó cung cấp nguồn dinh dưỡng quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Phosphorus hỗ trợ quá trình tăng trưởng của cây, cải thiện chất lượng mùa màng và tăng năng suất.
Chất chống cháy: Phosphorus được sử dụng trong các chất chống cháy, đặc biệt là trong các vật liệu xây dựng và sản phẩm điện tử. Với khả năng chịu nhiệt và kháng cháy cao, Phosphorus giúp ngăn chặn sự lan truyền của lửa và bảo vệ an toàn trong các ứng dụng cháy nổ.
Công nghiệp hóa chất: Phosphorus được sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa, chất chống ăn mòn, chất làm mềm nước và các chất hoá học khác. Nó cũng được sử dụng trong công nghệ dầu và khí đốt để cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
Dược phẩm: Một số hợp chất Phosphorus được sử dụng trong ngành dược phẩm. Chúng tham gia vào quá trình tổng hợp và sản xuất thuốc, vitamin và các sản phẩm y tế khác. Phosphorus cũng có vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và phát triển của hệ xương.
Công nghiệp điện tử: Phosphorus có ứng dụng trong công nghiệp điện tử, đặc biệt là trong sản xuất bán dẫn và linh kiện điện tử. Nó được sử dụng trong quá trình sản xuất vi mạch, đèn LED, pin và các thiết bị điện tử khác.
Pháo hoa: Phosphorus có khả năng tạo ra hiệu ứng sáng đặc biệt khi được sử dụng trong các pháo hoa. Màu sắc và sự cháy bùng nổ của pháo hoa phụ thuộc vào hợp chất Phosphorus được sử dụng.

Như vậy, bài viết trên Admin đã cung cấp và tổng hợp đầy đủ các kiến thức về Phosphorus. Các em không chỉ giúp các em hiểu Phosphorus là gì mà còn nắm được tính chất vật lý, tính chất hóa học, cách điều chế, ứng dụng, cùng nhiều thông tin hữu ích khác. Để học hóa tốt hơn, các em nên tận dụng bảng tuần hoàn hóa học Online trên FQA.