Фосфор, Phosphorus, P. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Фосфор, Phosphorus, P - от греч. phosphoros, букв.- светоносный), Р-хим. элемент V группы периодич. системы элементов, ат. номер 15, ат. масса 30,97376. В природе представлен одним ³¹Р. Конфигурация внеш. электронных оболочек 3s²p³. Энергии последоват. ионизации 10,486; 19,76; 30,16; 51,36 и 65,02 эВ. Сродство к электрону 0,8 эВ. Радиус атома Р 134, ионов Р^3-, Р³⁺ и Р⁵⁺ соответственно 186; 44 и 35 пм. Значение электроотрицательности 2,1.

Ф.- типичный неметалл. Известно неск. его аллотропных модификаций, наиб. важны белый (его иногда наз. жёлтым), красный и чёрный Ф. При условиях, близких к нормальным, стабилен чёрный Ф., однако в этих условиях довольно длит. время могут существовать белый и красный Ф. (вследствие низкой скорости фазовых переходов).

Белый Ф. состоит из молекул Р₄. При темп-pax выше - 76,9 °С устойчива a-модификация белого Ф. с параметром кубич. решётки а= 1,851 нм, а при более низких темп-pax и давлениях 12 ГПа и выше устойчива b-модификация с параметром кубич. решётки а = 0,2377 нм. При нагревании без доступа воздуха до 250-300 °С белый Ф. превращается в полимерный красный Ф. (цвет варьирует от алого до кирпичного в зависимости от условий перехода). Можно получить и кристаллич. красный Ф., напр. его кристаллизацией из расплава в свинце (т. н. фосфор Гитторфа). При 200-220 °С и давлениях 1,2-1,7 ГПа белый Ф. переходит в чёрный, имеющий ромбич. решётку с параметрами а = 331 пм, b= 438 пм и с= 1050 пм. Структура чёрного Ф. напоминает слоистую структуру графита. Белый и красный Ф--диэлектрики, чёрный-полупроводник (при 25 °С ширина запрещённой зоны 0,33 эВ).

Белый Ф. (a-модификация)-серое или жёлтое воско-образное вещество, к-рое люминесцирует в процессе медленного окисления на воздухе (светится в темноте). Плотн. 1,828 кг/дм³, t_пл = 44,14°С, t_кип = 257 °С (по др. данным, 280,5 °С). Уд. теплоёмкость с_р = 23, 8 Дж/(моль^.К), теплота плавления 0,66 кДж/моль. Уд. электрич. сопротивление белого Ф. 1540 МОм^.м. Диамагнитен, магн. восприимчивость c=-0,86^.10^-9 . Белый Ф. самовоспламеняется при 44 °С; при его горении образуется густой белый дым, а сам Ф. разбрызгивается. Поэтому его хранят под слоем воды (в воде он не растворяется, хорошо растворим в сероуглероде, слабо - в спирте, бензоле и др.).

Плотность красного Ф. 2,0-2,4 кг/дм³. При обычных давлениях и нагревании не плавится, а сублимирует (в газовой фазе состоит из молекул Р₄); при давлениях в неск. МПа и температурах 585-610 °С плавится. Красный Ф. нерастворим в воде и органич. растворителях. Плотность чёрного Ф. 2,70 кг/дм³, его уд. электрич. сопротивление 15 МОм^.м.

Химически наиболее активен белый Ф., красный и особенно чёрный Ф. имеют низкую хим. активность. Ф. обычно проявляет степени окисления -3, +3 и +5 (наиб. устойчива). При окислении на воздухе образуется белый снегообразный оксид Р₂О₅, являющийся хорошим влаго-поглотителем. Со мн. металлами Ф. образует фосфиды. Входит в состав мн. биологически важных соединений (АТФ, аденозинтрифосфорной к-ты, фосфопротеинов и др.).

Ф. используют для легирования сталей. Фосфиды индия, галлия и др.- полупроводниковые материалы. Красный Ф. неядовит (применяется в производстве спичек и для др. целей), белый Ф.- высокотоксичен. Для удаления остатков белого Ф. используют водный раствор медного купороса СuSO ₄. В качестве радиоакт. индикатора применяют b^--радиоактивный

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.