Photpho (P) là một nguyên tố quan trọng trong sự sống. Nó kết hợp với oxy để tạo ra phosphate, một hợp chất đóng vai trò quan trọng trong việc tạo liên kết trong ADN, làm cho xương chắc khỏe và thực hiện các phản ứng hóa học bên trong tế bào của con người. Photpho có nhiều dạng và màu sắc khác nhau như trắng, đỏ, tím, đen, hồng, phụ thuộc vào cách sắp xếp của các nguyên tử. Bài viết này sẽ giúp chúng ta tìm hiểu về hóa trị, ứng dụng và tính chất của Photpho (P).
Thông tin cơ bản về Photpho:
-
Hóa trị của P: Photpho có thể có hóa trị 5. Ngoài ra, trong một số hợp chất, photpho còn có hóa trị 3.
-
Số nguyên tử: Photpho nằm ở vị trí thứ 15, thuộc nhóm VA và chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn.
-
Ký hiệu: P
-
Trọng lượng nguyên tử: 30,973762
-
Khám phá: Được phát hiện bởi Hennig Brand năm 1669 (Đức).
-
Cấu hình electron: [Ne] 1s22s22p63s23p3
-
Nguồn gốc tên gọi: Tiếng Hy Lạp “photphoros” có nghĩa là “mang ánh sáng”. Trước khi mặt trời mọc, nó cũng là tên gọi cho hành tinh Venus.
Tính chất của Photpho:
Tính chất vật lý:
Photpho có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, nhưng hai dạng quan trọng nhất là photpho trắng và photpho đỏ.
- Photpho trắng:
- Đây là một chất rắn trong suốt, có màu trắng hoặc hơi vàng, giống như sáp và có cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Trong mạng tinh thể, các phân tử P4 nằm ở các nút và liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu.
- Nó có đặc điểm là mềm, dễ nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy là 44,1oC).
- Photpho trắng không tan trong nước, nhưng tan trong một số dung môi hữu cơ như C6H6, CS2, v.v.
- Nó rất độc và gây bỏng nặng khi tiếp xúc với da.
- Khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ trên 40oC, nó sẽ bốc cháy, do đó phải được bảo quản trong nước.
- Trên bóng tối, nó phát ra màu sáng màu lục nhạt.
- Khi được đun nóng đến nhiệt độ 250oC và không có không khí, photpho trắng sẽ dần chuyển sang dạng photpho đỏ, là dạng bền hơn.
- Photpho đỏ:
- Đây là một chất bột có màu đỏ, dễ hút ẩm và dễ chảy. Nó bền trong không khí ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối.
- Photpho đỏ không tan trong các dung môi thông thường.
- Nó bốc cháy ở nhiệt độ trên 250oC.
- Khi được đun nóng trong không khí, photpho đỏ sẽ chuyển thành hơi và khi được làm lạnh, hơi đó sẽ ngưng tụ lại thành photpho trắng.
- Do có cấu trúc polime, photpho đỏ khó nóng chảy và bay hơi hơn photpho trắng.
Tính chất hóa học:
Photpho là một 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 và +5. Do đó, khi tham gia vào các phản ứng hóa học, photpho có tính chất oxi hóa hoặc khử.
- Tính oxi hóa:
- Photpho tác dụng với một số kim loại hoạt động để tạo ra các hợp chất chứa photpho kim loại.
- Tính khử:
- Photpho tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halogen, lưu huỳnh và các hợp chất có tính oxi hóa mạnh khác.
Photpho có thể cháy trong không khí khi được đốt nóng.
Công dụng của Photpho:
- Photpho đỏ, với tính ổn định, được sử dụng để làm diêm an toàn, đạn đánh dấu, thiết bị gây cháy, thuốc trừ sâu, thiết bị bắn pháo hoa và nhiều sản phẩm khác. Công dụng phốt phát cao nhất của nó là làm phân bón.
- Photpho cũng được sử dụng để chế tạo một số loại kính, ví dụ như dùng cho đèn natri.
- Trisodium phosphate được sử dụng làm chất làm sạch, làm mềm nước và chất ức chế cáu cặn/ăn mòn.
- Tro xương (canxi photphat) được sử dụng để làm đồ sành sứ và monocalcium photphat được sử dụng làm bột nở.
- Photpho cũng được sử dụng để làm thép và đồng photpho, và được thêm vào các hợp kim khác. Ngoài ra, có rất nhiều ứng dụng khác của các hợp chất photpho hữu cơ.
Sản xuất:
- Photpho đỏ được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit (hoặc apatit), cát và than cốc ở nhiệt độ 1200oC trong lò điện. Hơi photpho thoát ra và khi làm lạnh, sẽ thu được photpho trắng dạng rắn.
Trạng thái tự nhiên:
- Trong tự nhiên, có hai khoáng vật chính chứa photpho là photphorit Ca3(PO4)2 và apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2.Ở Việt Nam, chúng ta có mỏ apatit ở Lào Cai và một số mỏ photphorit ở Thái Nguyên, Thanh Hóa,…
- Ngoài ra, photpho còn xuất hiện trong protein thực vật và trong xương, răng, thịt, tế bào não của con người và động vật.
Đó là một số thông tin về hóa trị, ứng dụng và tính chất của Photpho (P). Để biết thêm về các hóa trị của các nguyên tố khác, bạn có thể tham khảo bảng hóa trị và nhiều bài viết thú vị khác tại Trường Trung Cấp Việt Hàn (VKI).
