Фосфор (P): степень окисления, валентность, строение атома

Высшая степень окисления фосфора — +5, низшая — −3. Характерные значения: −3, +3, +5.

Главные степени окисления фосфора — −3, +3 и +5; высшая +5 равна номеру группы. Встречается и +1 — в фосфорноватистой кислоте H₃PO₂.

Валентность фосфора — III, V (переменная).

В отличие от азота, у фосфора на внешнем уровне есть свободные 3d-орбитали: при возбуждении пара 3s² распаривается, неспаренных электронов становится пять, и фосфор образует пять связей, как в PCl₅.

Порядковый номер фосфора — 15, поэтому заряд ядра +15: в ядре 15 протонов и 16 нейтронов (у самого распространённого изотопа ³¹P, массовое число 31).

Вокруг ядра — 15 электронов на трёх энергетических уровнях: 2, 8, 5. Число уровней равно номеру периода.

Внешний уровень — 3-й, на нём 5 электронов. Неспаренных электронов в основном состоянии — 3.

Схема: +15 P )2 )8 )5

Сокращённо, через остов благородного газа: [Ne]3s²3p³.

Фосфор — элемент № 15, 3-й период, VА группа, аналог азота.

Электроны по уровням 2, 8, 5; на внешнем уровне 3s²3p³ три неспаренных электрона, а свободные 3d-орбитали позволяют фосфору быть пятивалентным.

Фосфор активнее азота: белый фосфор окисляется на воздухе уже при комнатной температуре, фосфор горит до P₂O₅, реагирует с хлором, серой и металлами.

Оксид P₂O₅ кислотный и сильно поглощает воду, ему соответствует фосфорная кислота H₃PO₄ средней силы; фосфаты — основа удобрений и костной ткани, фосфор входит в ДНК и АТФ.

Фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый (молекулы P₄, ядовит, светится в темноте и самовоспламеняется, поэтому хранится под водой), красный (порошок, неядовит, им покрыта тёрка спичечного коробка) и чёрный.

Молярная масса элемента численно равна его относительной атомной массе A_r. В расчётах ЕГЭ её берут округлённой до целого: 31 г/моль. Точное значение по IUPAC — 30,97 г/моль.

Для простого вещества молярную массу считают по молекуле: M(P₄) = 124 г/моль.