Содержание:

Белый фосфор — это одна из аллотропных форм химического элемента фосфора, вещество из молекул состава P4, воскообразное на вид, светло-жёлтого цвета и настолько активное, что окисляется прямо на воздухе. Оно ядовито, поэтому в лабораториях и на производстве его держат под слоем воды — без этого кусок белого фосфора просто загорится.

Белый фосфор: что это и почему его хранят под водой

Что значит «аллотропная форма» и почему фосфор бывает разным

Один и тот же химический элемент может существовать в виде нескольких простых веществ с разным строением и разными свойствами. Это называется аллотропией. Самый знакомый пример из школьного курса — углерод: из атомов углерода состоят и графит, и алмаз, хотя выглядят и ведут себя они совершенно по-разному. С фосфором похожая история. У него несколько аллотропных форм, и белый фосфор — только одна из них, причём самая реакционноспособная.

По теме: "Белый Бим черное ухо" - краткое содержание повести Гавриила Николаевича Троепольского, "Белый клык" - краткое содержание повести Джека Лондона и "Белый пудель" - краткое содержание рассказа Александра Ивановича Куприна.

Разница между формами объясняется тем, как атомы соединены друг с другом. В белом фосфоре атомы собраны в отдельные небольшие молекулы P4 — четыре атома фосфора образуют что-то вроде маленькой пирамиды-тетраэдра. Именно такое строение молекулы делает вещество рыхлым, легкоплавким и очень охочим до реакций с кислородом.

Как выглядит белый фосфор и чем отличается на ощупь

Внешне белый фосфор похож на кусок воска или парафина: мягкий, режется ножом, слегка полупрозрачный, светло-жёлтого оттенка. Из-за этого сходства с воском его легко перепутать с обычной свечкой, если не знать, что перед вами. Но трогать его голыми руками нельзя — вещество ядовито и может вызвать химический ожог.

Свежий срез белого фосфора на воздухе постепенно темнеет и покрывается белым дымком — это идёт реакция с кислородом. В темноте кусок такого фосфора может слабо светиться зеленовато-белым светом. Собственно, от этого свойства и произошло название элемента: слово «фосфор» с греческого переводится как «несущий свет».

Почему белый фосфор такой активный

Молекула P4 устроена так, что атомы в ней связаны под непривычным для химии углом, из-за чего связи получаются напряжёнными и легко рвутся. Проще говоря, молекуле «неудобно» держаться в таком виде, и она охотно вступает в реакцию с чем угодно, что попадается рядом — в первую очередь с кислородом воздуха.

Из-за этой активности белый фосфор:

  • самовоспламеняется на воздухе при обычной комнатной температуре, если его не защитить от кислорода;
  • горит ярким белым пламенем с образованием густого белого дыма — оксида фосфора;
  • легко реагирует с галогенами, серой и многими металлами;
  • при трении или ударе может воспламениться даже быстрее, чем на спокойном воздухе.

Именно из-за такой лёгкой воспламеняемости белый фосфор в прошлом использовали в военном деле — для зажигательных снарядов и дымовых завес. Сейчас его применение строго ограничено из-за токсичности и опасности в обращении.

Почему белый фосфор хранят под водой

Вода не даёт кислороду воздуха добраться до поверхности фосфора. Без контакта с кислородом реакция окисления не идёт, и кусок вещества спокойно лежит на дне сосуда, не воспламеняясь. Сам фосфор в воде почти не растворяется, поэтому вода служит просто барьером, а не растворителем.

Если кусок белого фосфора достать из воды и оставить на воздухе, через какое-то время он начнёт дымиться и может загореться сам, без спички и других источников огня. Поэтому все работы с этим веществом в школьных и вузовских лабораториях проводят только под контролем учителя или преподавателя, в вытяжном шкафу, с использованием пинцетов, а не рук.

Ядовитость белого фосфора — вторая причина, по которой с ним нельзя обращаться небрежно. Попадание вещества на кожу вызывает тяжёлые ожоги, а пары и дым от его горения токсичны при вдыхании. По этой же причине даже небольшие количества белого фосфора требуют осторожного хранения и утилизации, а не выброса в обычный мусор.

Чем белый фосфор отличается от других форм этого элемента

Кроме белого, у фосфора есть и другие аллотропные формы — например, красный фосфор, который получают из белого при нагревании без доступа воздуха. Красный фосфор гораздо менее активен, не ядовит в той же степени и не воспламеняется просто на воздухе — именно его используют в спичечных коробках. Разница в свойствах ещё раз показывает, насколько сильно строение молекулы определяет поведение вещества.

ПризнакБелый фосфорКрасный фосфор
Строениеотдельные молекулы P4цепочки и слои атомов
Цвет и видсветло-жёлтый, воскообразныйтёмно-красный, порошкообразный
Реакция с воздухомсамовоспламеняетсяустойчив при обычных условиях
Токсичностьядовитзначительно менее опасен
Хранениепод водойв обычной таре

Вопросы про белый фосфор

Почему белый фосфор загорается сам без спички?

Молекулы P4 устроены неустойчиво, связи в них напряжены, и вещество очень легко вступает в реакцию с кислородом воздуха. Эта реакция выделяет тепло, температура поднимается, и в какой-то момент вещество воспламеняется само, без внешнего источника огня.

Можно ли трогать белый фосфор руками?

Нет. Вещество ядовито и вызывает химические ожоги кожи. В лаборатории с ним работают только пинцетом или щипцами, никогда голыми руками, и только под контролем преподавателя.

Что будет, если белый фосфор оставить без воды на столе?

Через некоторое время он начнёт дымиться из-за реакции с кислородом воздуха, а затем может самовоспламениться. Поэтому его никогда не оставляют на открытом воздухе даже на короткое время — только в сосуде с водой.

Главное, что часто путают: белый фосфор — не единственная форма этого элемента, и свойства «ядовит, горит на воздухе, хранится под водой» относятся именно к белой аллотропной модификации, а не к фосфору вообще. У красного фосфора, который лежит в каждой спичечной коробке, поведение совсем другое.

Читайте также