卤化磷——结构、性质、用途、效果

磷是生命所必需的，主要是通过磷酸盐，磷酸盐是含有磷酸根离子的分子。磷酸盐存在于 DNA、RNA、ATP 和磷脂中，它们都是细胞所需的复杂分子。磷酸盐最初是在人类尿液中发现的，骨灰是磷酸盐的重要早期来源。磷酸盐矿含有化石，因为磷酸盐存在于动物残骸和排泄物的化石沉积物中。在一些水生环境中，低磷酸盐水平构成了严重的生长限制。收集的大部分磷化合物用于制造肥料。

磷的性质

1. 磷是具有氮基的多价非金属。它可以在自然界中以多种同素异形体形式存在，对生物体的生存至关重要。
2. 磷分为三种类型：白磷、红磷和黑磷，但是它们的颜色可能有很大的不同。
3. 工业变种是白磷，它在黑暗中发光，暴露在空气中会自燃，是一种致命的毒素。
4. 由于其化学结构的微小变化，红磷的颜色可以从橙色到紫色不等。
5. 第三种形式，黑磷，是在高压下产生的，类似于石墨，并且可以像石墨一样导电。

磷的氧化状态

1. 磷与氮一样，具有 +3 或 3 的氧化态，具体取决于与其混合的元素的电负性。
2. 氮和磷之间的主要区别在于后者具有显着较低的电负性和具有可用外 d 轨道的更大原子。
3. 正因为如此，氮和磷化学之间的相似之处主要是形式上的，隐藏了潜在的相当大的差异。
4. 磷的外部 d 轨道允许八位字节扩展，导致 +5 状态，其中五个真正的共价键在化合物中形成，这是氮无法实现的条件。

磷的用途

1. 磷现在以四种形式广泛使用：白色、黑色、红色和紫色。
2. 磷很容易在元素周期表的第 15 位上找到，就在氮 (N) 的下方。
3. 磷存在于各种产品中，包括烟花、化肥和发酵粉。
4. 磷也用于钢铁制造。
5. 磷酸盐还用于制造精美的瓷器和特殊的玻璃器皿。

卤化磷

卤化磷是磷与卤素反应时形成的化学物质。卤化磷有两种。 PX ₃和 PX ₅是型号。在这种情况下，X代表卤素。氟、氯、溴或碘都是可能的。然而，最普遍的卤化磷是氯化物。这些氯化物通常是共价的。

三氯化磷

这种液体光滑而光滑。它本质上是极其致命的。该化合物具有三角锥的形状。磷原子表现出sp ³杂化。磷具有 sp ³轨道，如上图所示。它只包含一个电子，它从三个氯原子转移到 ap 轨道电子。第四个 sp ³轨道被完全填满。这只是他们两个。结果，它无法进行绑定。然而，它确实拒绝替代债券。这导致三角锥形状的状态。

准备

• 三氯化磷是通过将干氯过热的白磷通入生产的。以下是发生的反应：

P ₄ + 6Cl ₂ → 4PCl ₃

• 这种化学品也可以通过使亚硫酰氯与白磷反应来合成。

P + 8SOCl ₂ → 4PCl ₃ + 4SO ₂ + 2S ₂ Cl ₂

化学性质

• 当我们润湿三氯化磷时，它会水解。

PCl ₃ + 3H ₂ O → H ₃ PO ₃ + 3HCl

• 它与含有-OH 基团的天然化合物结合，产生“氯”子副产品。

3C ₂ H ₅ OH + PCl ₃ → 3C ₂ H ₅ Cl + H ₃ PO ₃

三氯化磷的用途

1. 它通常用作有机化学中的关键试剂，用氯原子取代羟基。
2. 用氧气氧化生成三氯氧磷。
3. 它用于制造磷酸酯杀虫剂。
4. 它用于制造氯化化学品，如五氯化磷、磷酰氯、硫代磷酰氯和拟卤素。

结构

PCl ₃中心的磷粒子与sp ³杂化。它由三个键组和一对孤电子组成。结果，它具有金字塔形状。它起到路易斯碱的作用，因为它可以将其孤对电子转移到其他缺电子粒子或原子。

五氯化磷

它具有黄白色。五氯化磷是一种对水敏感的固体。四氯化碳、苯、二硫化碳、乙醚等有机溶剂可溶解。它具有三角双锥体的形状。这种结构主要存在于蒸汽和流体阶段。它以固体形式的离子固体存在，[PCl ₄ ] ⁺ [PCl ₆ ] ^– 。在这种情况下，阳离子 [PCl ₄ ] ⁺是四面体，而阴离子 [PCl ₆ ] ^-是八面体。该分子必须具有三个热带 P-Cl 键和两个关键的 P-Cl 键。由于与中心位置相比，轮毂位置的排斥力更强，因此两个轴向键比热带键长。

准备

• 与过量的干氯反应可用于制备五氯化物。

P ₄ + 10Cl ₂ → 4PCl ₅

• 我们也可以通过将 SO ₂ Cl ₂与磷结合来制造。

P ₄ + 10SO ₂ Cl ₂ → 4PCl ₅ + 10SO ₂

化学性质

• 五氯化磷在湿空气存在下水解成 POCl ₃ 。随着时间的推移，这种分子会降解成磷酸。

PCl ₅ + H ₂ O → POCl ₃ + 2HCl

• 当我们加热它时，它会升华并进一步分解成三氯化磷。
• 在热的作用下，它与细分散的金属相互作用，形成金属氯化物。

五氯化磷的用途

• 它用于氯化水。
• 医药工业用于制造青霉素和头孢菌素。
• 用于生产酰氯。
• 它用作生产乙酰纤维素的催化剂，以及缩合过程和环化过程中的催化剂。

结构

在五氯化磷中，中心磷原子发生 sp ³ d 杂化。作为键组，所有五个电子在这些混合轨道中结合。该颗粒具有三角双锥分子形式。我们收到五个大小相等的电子，并在五个电子杂交后形成。在中心，它们三个形成一个三角形（120°分区）。一个债券在这三个之上，一个在他们之下。但是，请记住，五氯化磷中的三角双锥几何形状仅在其流体和蒸汽状态下可见。它以固态盐的形式存在。

五氯化磷的有害影响

五氯化磷是一种反应性化学物质。直接接触五氯化磷可能会导致疲劳、恶心、头痛、头晕和呕吐。它有可能伤害肝脏和肾脏。必须将五氯化磷确定为预防措施。它是一种结晶物质，有刺激性气味，颜色从白色到淡黄色不等。五氯化磷是一种化学品，用于生产各种化学品、铝冶金和制药行业。以下是五氯化磷可能导致的一些严重健康风险：

1. 接触五氯化磷的人可能会对皮肤和眼睛造成严重刺激和灼伤，以及永久性眼损伤。
2. 吸入五氯化磷会导致鼻子和喉咙不适。
3. 如果深吸，它会导致严重的刺激和肺部损伤，导致咳嗽和/或呼吸急促。增加接触五氯化磷也可能导致医疗紧急情况。这可能导致肺水肿或肺部积液，以及严重的呼吸急促。
4. 接触五氯化磷可能导致咳嗽、痰和支气管炎。

示例问题

问题一：磷的主要来源是什么？

回答：

Phosphorus is abundant in protein meals such as milk and milk derivatives, as well as meat substitutes such as beans, lentils, and nuts. Phosphorus can be found in cereals, especially whole grains. Phosphorus concentrations are lower in vegetables and fruits.

问题 2：是什么让磷与众不同？

回答：

Phosphorus, with the exception of black phosphorus, is a poor conductor of heat and electricity. All types of phosphorus are stable at normal temperature. The white allotrope (also known as yellow phosphorus) is wax-like, the red and purple allotropes are non-crystalline solids, and the black allotrope is graphite in pencil lead.

问题3：火柴棒中使用了哪种磷？

回答：

When you strike the match, a small amount of red phosphorus on the striking surface is converted to white phosphorous, which ignites. The heat from this ignites the potassium chlorate, resulting in the match head bursting into flame.

问题 4：提及一些卤化磷的常见用途。

回答：

The following are some of the applications for Phosphorus Halides:

1. As a chlorinating agent, we use phosphorus halides. It is specifically used to clean bodies of water.
2. We also use them to make water treatment agents. We utilise them far too regularly to create organophosphorus insecticides.
3. They are also a major component of lubricant and paint additives. In these substances, they serve as an intermediary.
4. Phosphorus halides are used in the production of phosphorus acid. As an intermediary, we also employ them to make chloroanhydrides and phosphoric acid subsidiaries.

问题5：五氯化磷的结构是什么？

回答：

In phosphorus pentachloride, the central phosphorus atom undergoes sp³d hybridization. As bond sets, all five electrons unite in these hybrid orbitals. The particle has a trigonal bipyramidal molecular form. We receive five electrons of equal size and form after the five electrons are hybridised.