磷的同素異形體

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介紹

磷的同素異形體以不同的同素異形體形式存在。磷的主要同素異形體包括白磷、紅磷和黑磷。此外，還有紫磷的存在。黑磷為黑色，而白磷呈淡黃色，紅磷呈紅色。

磷的同素異形體

同素異形現象是指元素以兩種或多種不同的物理形態存在的現象。這裡的同素異形體指的是同種元素的不同物理形態。可以看出，同素異形體是一些化學元素以兩種或多種不同形式存在的一種性質。

自然界中存在著各種磷的同素異形體。重要的形式包括：

• 白磷

• 黑磷

• 紅磷

白磷

白磷也稱為四磷和黃磷。它不能自然獲得，但可以從磷酸鹽岩石中模擬出來。它具有一些特徵，如下所示

物理性質

下面描述了一些白磷的物理性質

• 它看起來像蠟狀固體，因為它半透明。

• 它具有類似大蒜的氣味。

• 白磷被稱為極性化合物，原因是它可溶於二氧化碳。

• 分子量為 30.97g/mol。

• 它具有腐蝕性和劇毒。

化學性質

這種磷的化學性質包括：

• 它與金屬反應生成金屬磷化物。

• 它與空氣中的氧氣反應並著火，因此儲存在水下。

• 可以看出，當這種磷在惰性氣氛中於 573K 加熱幾天時，會生成紅磷。

結構

白磷由四個原子組成，所有原子都透過共價鍵連線。白磷的結構看起來像一個環，它形成 60° 的鍵角。

紅磷

紅磷是另一種磷的同素異形體，可以透過加熱白磷獲得。可以透過在惰性氣氛中於約 573 K 的高溫下加熱幾天來獲得。它具有一些特性，並具有特定的結構，如下所述。

物理性質

一些紅磷的物理性質如下：

• 它是無臭的磷。

• 紅磷本質上無毒。

• 它的熔點為 860 K。

• 分子量為 30.97 g/mol。

• 它在黑暗中不發光。

• 顧名思義，它是深紅色。

化學性質

一些紅磷的化學性質包括：

• 這種磷在 565 K 與氧氣反應生成五氧化二磷。

• 它也與硫反應生成硫化物。

結構

可以看出，紅磷的結構與黑磷相同，並且本質上是聚合的。

黑磷

黑磷是由紅磷在 416°C 加熱產生的。當紅磷在密封管中並在合適的溫度下加熱時，會轉化為黑磷。它具有一些特性，如下所示 -

**物理性質** - 一些黑磷的物理性質是：

• 它是黑色的。

• 熔點為 416°C。

• 比重為 2.69。

• 分子量為 30.97。

• 它以結晶和無定形兩種形式存在。

圖 1：黑磷的物理性質

**化學性質** - 化學性質是：

• 它被稱為磷的同素異形體中最穩定的同素異形體。

• 它是反應性最小的同素異形體。

**結構** - 這種磷的結構是 P-P 鍵的鋸齒形線。它主要看起來像蜂窩，因此被稱為蜂窩結構。鍵角形成 99°，鍵長為 218 Pm。

黑磷、白磷和紅磷之間的區別

序號	依據	黑磷	白磷	紅磷
1	顏色	黑色	淡黃色	紅色
2	穩定性	最穩定	最不穩定	中等穩定
3	反應性	反應性最小	反應性最大	中等反應性

表 1：黑磷、白磷和紅磷之間的區別

磷的用途

• 磷對於形成生命至關重要，它是動植物物質的基本組成部分。

• 它存在於所有動物的血液、骨骼和大腦中，以及活細胞中。

• 一些化合物應用於工業，其中最重要的化學品是正磷酸和磷肥。

結論

本教程展示了不同型別的磷同素異形體，它們具有不同的特性。所有的紅磷、黑磷和白磷都具有物理和化學性質以及結構。它們具有特定的熔點和特定的顏色，具有分子量。它指出黑磷、白磷和紅磷的分子量為 30.97 g/mol。

常見問題

Q1. 白磷可以儲存在水中嗎？

答：白磷被認為是磷最活潑的形式。它主要與空氣中的氧氣反應並著火。這就是為什麼它儲存在水中以防止它與空氣接觸的原因。

Q2. 磷中最活潑的同素異形體是什麼？

答：可以看出，白磷是磷中最活潑的同素異形體。儘管它最活潑；然而，它是所有磷同素異形體中最不穩定的。

Q3. 哪個磷用於火柴？

答：火柴中使用少量紅磷。這裡的氯酸鉀被這種磷產生的熱量點燃，從而使火柴著火。