磷的含氧化合物
磷及其化合物
P4O6 + 6H2O ＝ 4H3PO3 (亚磷酸)
4P + 5O2 P4O10
燃烧
4P + 3O2 P4O6
燃烧
⑴五氧化二磷
五氧化二磷单斜晶系，白色粉末状，Tf = 420℃，在300℃时升华，有很强的吸水性，在空气中易潮解，有腐蚀性。 五氧化二磷还可从很多物质中夺取化合 态的水，使其脱水；与有机物接触，会发生 燃烧。 P4O10 + 6H2SO4 ＝ 6SO3 + 4H3PO4 P4O10 + 12HNO3 ＝ 6N2O5 + 4H3PO4
P
P
P
P
问题讨论
实验室中如何保管白磷好试剂？
②红磷
P + 5HNO3 ＝ H3PO4 + 5NO2 + H2O
白磷 红磷
533K
红磷是紫磷的无定形体，暗红色粉末(分子结构不详)，不溶于水及 CS2，无毒，燃点TI = 260℃，化学活性比白磷小得多。 红磷与空气长期接触也会进行及其缓慢的氧化作用，形成易吸水的氧化物使红磷变潮。 红磷易被硝酸氧化为磷酸，与氯酸钾摩擦即着 火甚至爆炸。
黄磷尾气净化生产甲醇
【改进工艺路线】
改进分离、提纯技术，走“湿法”炼 磷路线。
磷矿石 磷酸 磷酸盐
H2SO4
2.磷的化学性质
单质磷的化学活性比氮的高，它能与氧发生激烈反应，也能在氯气中自燃。
P4 + 3NaOH + 3H2O ＝ PH3↑+ 3NaH2PO2
2.制取磷酸
过滤
粗产品(H3PO4)
⑴粗磷酸的制取
⑵纯磷酸的制取
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物结构式
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物结构式1. 引言1.1 概述本文主要介绍了一种名为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的化合物。
该化合物具有特殊的结构和性质，因此引起了广泛的关注和研究。
通过对其合成方法、反应机制、应用领域以及潜在价值的探讨，可以更好地了解这种化合物的特征并揭示其在各个领域中的潜力。
1.2 文章结构本文分为五个部分：引言、正文、实验与结果分析、讨论与展望以及结论。
首先，在引言部分将总体介绍9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物，并给出文章的目的和框架；然后，在正文部分详细阐述该化合物的定义和特点、合成方法和反应机制，以及它在不同领域中的应用领域和潜在价值；接下来，在实验与结果分析部分描述了该化合物的合成实验步骤和条件，以及对其进行结构表征和验证，并解释了相关反应过程和产物分析结果；然后，在讨论与展望部分对当前研究进展进行评价和分析，指出存在的问题和挑战，并展望其未来的发展方向和研究前景；最后，在结论部分对文章主要内容和重要观点进行总结，并讨论了该研究工作的意义和可能带来的影响或贡献。
1.3 目的本文的目的是全面介绍9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物这种化合物，包括其定义、特点、合成方法、反应机制、应用领域以及潜在价值等方面。
通过系统整理相关信息并分析现有研究成果，旨在为读者提供关于该化合物的全面知识，并为进一步深入研究和开发应用提供参考依据。
同时，也希望能够激发更多科学家对这一领域的兴趣，推动相关研究取得更多新突破。
2. 正文：2.1 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物的定义和特点9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物是一种含有磷、氮、碳和氧原子的有机化合物。
它的结构中包含了一个具有五元环和磷杂环的核心结构，同时还连接着一个含有羰基和酸酯基团的侧链。
这种化合物在化学领域中被广泛研究，并且显示出了多种重要的特点。
磷的简介
磷，第15号化学元素，符号P。
处于元素周期表的第三周期、第ⅤA族。
磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。
磷还是使心脏有规律地跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质。
没有磷时，烟酸（又称D 和钙（钙食品）来为维生素B3）不能被吸收；磷的正常机能需要维生素（维生素食品）维持。
磷被首次发现存在于恒星爆炸后的宇宙残余物里。
对超新星残余物仙后座A的最新观测揭示了磷存在的最新证据。
它是在深空发现的两大元素之一，或可能给科学家提供有关生命在宇宙里的可能性的线索。
[发现简史关于磷元素的发现，还得从欧洲中世纪的炼金术说起。
那时候，盛行着炼金术，据说只要找到一种聪明人的石头──哲人石，便可以点石成金，让普通的铅、铁变成贵重的黄金。
炼金术家仿佛疯子一般，采用稀奇古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，朝思暮想寻觅点石成金的哲人石。
1669年，德国汉堡一位叫布朗特（Brand H）的商人在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，在黑暗的小屋里闪闪发光。
这从未见过的白蜡模样的东西，虽不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他兴奋得手舞足蹈。
他发现这种绿火不发热，不引燃其它物质，是一种冷光。
于是，他就以“冷光”的意思命名这种新发现的物质为“磷”。
磷的拉丁文名称Phosphorum就是“冷光”之意，它的化学符号是P，它的英文名称是Phosphorus。
[元素含量元素在太阳中的含量：7 ppm元素在海水中的含量：0.0015ppm地壳中含量：1000ppm磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。
广泛存在于动植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙排列为第六位。
约占人体重的1%，成人体内约含有600-900g的磷。
体内磷的85.7%集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。
常见非金属元素及其化合物
常见非金属元素及其化合物常见的非金属元素包括氢、碳、氮、氧、磷、硫、卤素等。
下面将分别介绍这些非金属元素及其一些常见化合物。
氢是一种非金属元素，其化学符号为H。
它是宇宙中最丰富的元素之一，广泛建筑装饰运用最多的是含氢氢氧化合物，水（化学式H2O）。
除此之外，氢也可以与其他元素形成化合物，例如氢气（H2）、氨（NH3）等。
碳是一种非金属元素，其化学符号为C。
碳是生命的基础，在有机化学中扮演着重要的角色。
许多有机化合物都含有碳元素，例如甲烷（CH4）、乙醇（C2H5OH）、葡萄糖（C6H12O6）等。
氮是一种非金属元素，其化学符号为N。
氮气（N2）是地球大气中最丰富的气体之一、氮也与其他元素形成化合物，例如氨（NH3）和硝酸盐（例如硝酸钾，化学式KNO3）。
氧是一种非金属元素，其化学符号为O。
氧气（O2）是地球大气中第二丰富的气体。
氧是许多化学反应的必需品，也是生物呼吸所必需的。
常见的氧化物化合物包括水（H2O）和二氧化碳（CO2）。
磷是一种非金属元素，其化学符号为P。
磷在生命中起着重要的作用，例如在ATP（细胞能量的主要物质）中。
常见的磷化合物包括三氧化二磷（P2O3）和五氧化二磷（P2O5）。
硫是一种非金属元素，其化学符号为S。
硫具有特殊的气味，常见于生活中的一些化合物，如二氧化硫（SO2）和硫酸（H2SO4）。
卤素是一组非金属元素，包括氟、氯、溴和碘。
这些元素都具有毒性和强烈的活性。
它们通常以单质状态存在，如氯气（Cl2）和溴液（Br2）。
此外，卤素也与其他元素形成化合物，如氯化钠（NaCl）和碘化钾（KI）。
这些非金属元素及其化合物在化学和生物学中发挥着重要的作用。
它们构成了我们周围的物质世界，对地球的生态系统起着重要的影响。
了解它们的性质和反应对于我们理解自然界的规律以及应用化学和生物学的知识都非常重要。
常见磷的有机气体
常见磷的有机气体磷是一种广泛应用于农业、工业和医药领域的元素。
在人类生活和生产过程中，磷的有机气体磷化氢（PH3）是一种常见的有毒气体。
本文将对磷化氢的产生、危害、检测、预防以及磷化物的其他应用与处理方法进行详细阐述。
一、磷的有机气体概述磷化氢（PH3）是一种无色、有毒、易燃的气体，分子量为34.98。
它是一种有机磷化合物，具有强烈的还原性。
在自然环境中，磷化氢可由磷与潮湿空气中的氧气反应生成。
此外，磷化氢还存在于某些化工产品和原材料中，如磷酸、磷酸盐等。
二、磷化氢的产生与危害1.磷化氢的产生：在储存、运输、使用磷及其化合物时，如磷酸、磷酸盐等，由于磷与空气中的水分发生反应，容易产生磷化氢。
此外，垃圾填埋场、污水处理厂等场所也是磷化氢的重要来源。
2.磷化氢的危害：磷化氢对人体和环境的危害主要表现在以下几个方面：（1）毒性：磷化氢可通过呼吸道、皮肤和眼睛吸收，对人体神经系统、肝脏、心脏等器官造成损害。
（2）易燃性：磷化氢遇火源容易引发爆炸和火灾。
（3）环境影响：磷化氢泄漏到环境中，会导致土壤、水源污染，影响生态系统。
三、磷化氢的检测与预防1.检测：磷化氢的检测方法主要有气体分析仪、半导体传感器等。
定期检测磷化氢浓度，确保及时发现和处理泄漏事故。
2.预防：预防磷化氢泄漏的方法包括：（1）储存和使用磷及其化合物时，注意防水、防潮；（2）加强通风：在磷化氢可能泄漏的场所，保持良好的通风条件；（3）培训工作人员：加强磷化氢安全知识的培训，提高工作人员的安全意识。
四、磷化物的其他应用与处理方法1.磷化物的应用：磷化物在农业、医药、电子等领域具有广泛应用，如作为农药、半导体材料等。
2.磷化物的处理方法：对于含磷废水、废气等，可通过生物处理、化学处理等方法进行处理，降低磷化物对环境的影响。
总之，磷化氢是一种有毒、易燃的有机气体，对人类和环境具有严重危害。
了解磷化氢的产生、危害、检测、预防和处理方法，有助于保护人身和生态环境的安全。
第4章氮族元素
2 NH2OH + 2 AgBr === 2 Ag + N2 + 2 HBr+ 2 H2O 2NH2OH + 4 AgBr === 4 Ag + N2O +4 HBr +H2O
1.熟悉氮元素在本族元素中的特殊性。 ２、掌握氮、磷以及它们的氢化物，含氧酸 及其盐的结构、性质、制备和用途。 ３、熟悉本族元素不同氧化态间的转化关系，
４、掌握砷、锑、铋单质及其化合物的性质递 变规律。 ５、从结构特点上分析理解本族元素的通性和特性。
本章讲解内容
第一节 通性
第二节 氮及其化合物 第三节 磷及其化合物 第四节 砷 锑 铋
NH2OH＋2Fe(OH)2＋H2O＝2Fe(OH)3＋NH3
3.氮化物 (N— )
离子型氮化物只存在于固态，水 溶液中水解为氨： 3Mg＋N2＝Mg3N2 Mg3N2＋6H2O＝3Mg(OH)2＋2NH3
间充型氮化物不服从一般化合价定律， 如TiN、Mn5N2、W2N3等，氮原子填充在 金属晶格的间隙中，化学性质稳定， 熔点高，硬度大，用于作高强度材料。 氮与非金属元素如C,Si,P等可形成共 价型氮化物，这类化合物中，氮元素 氧化数为-3，如AlN, BN, GaN, Si3N4 等，它们都是大分子物质，熔点高。
结构式:N
N
由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很 大的稳定性，将它分解为原子需要吸收946 kJ•mol1的能量。N 分子是已知的双原子分子中最稳定的。 2
主要反应
加热加压催化剂
N2+3H2===========2NH3
元素化学—p区元素及其重要化合物
磷的含氧酸及其盐
磷酸盐
溶解性: 所有的磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐除了K+、 Na+、NH4+离子的盐外，一般不溶于水。 水解性: Na3PO4水解呈较强的碱性pH＞12 ；Na2HPO4水溶液呈弱 碱性pH= 9～10，而NaH2PO4的水溶液呈弱酸性pH= 4～5。
磷的含氧酸及其盐
分析上常用此反 应检定溶液中有
无 Mn2+ 离子
基 础 化 学
卤族元素
周期表中元素的分区
IA
0
1
IIA
IIIA IVA VA VIA VIIA
2
3
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB
(3) 活泼性在Cu之后：
2AgNO3
2Ag + 2NO2 + O2
NO3-、NO2- 的鉴定
NO2-的鉴定 Fe2++NO2-+HAc → Fe3++NO +H2O+2Ac[Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
NO3-、NO2- 的鉴定
NO3-的鉴定 3Fe2++NO3-+4H+ → 3Fe3++NO +2H2O [Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
亚硝酸盐比较稳定，特别是碱 金属和碱土金属亚硝酸盐。
2HNO2 N2O3 + H2O NO + NO2 + H2O
蓝色
棕色
氮、磷的几种陌生含氧酸
氮、磷的几种陌生含氧酸(一)亚硝酸(HNO2)1．化学性质(1)不稳定性亚硝酸仅存在于稀的水溶液中，不稳定，易分解成NO2和NO。
(2)弱酸性HNO2是一种一元弱酸，能与碱发生中和反应，与NaOH溶液反应的化学方程式为HNO2＋NaOH===NaNO2＋H2O。
(3)强氧化性HNO2具有氧化性，能氧化I－、Fe2＋等还原性物质，反应的离子方程式分别为4HNO2＋2I－===I2＋2NO↑＋2NO－2＋2H2O，Fe2＋＋2HNO2===Fe3＋＋NO↑＋NO－2＋H2O。
2．制备(1)将NO2和NO混合物溶解在接近零度的水中，即生成亚硝酸的水溶液，反应的化学方程式为NO2＋NO＋H2O===2HNO2。
(2)亚硝酸盐溶液中加入酸，可得到亚硝酸溶液：NaNO2＋HCl===HNO2＋NaCl。
(二)磷酸与次磷酸1．磷酸磷酸易溶于水、难挥发，属于三元非氧化性中强酸(可当作弱酸对待)，具有酸的通性。
(1)电离方程式H3PO4H＋＋H2PO－4；H2PO－4H＋＋HPO2－4；HPO2－4H＋＋PO3－4。
(2)与碱反应(写出反应方程式)生成磷酸二氢盐：NaOH＋H3PO4===NaH2PO4＋H2O；生成磷酸一氢盐：2NaOH＋H3PO4===Na2HPO4＋2H2O；生成磷酸盐：3NaOH＋H3PO4===Na3PO4＋3H2O。
2．次磷酸(H3PO2)次磷酸是一种无色的晶体，熔点26.5 ℃，易溶解，它是中强酸，又是一元酸，并依下式电离：H3PO2H＋＋H2PO－2。
次磷酸是一元酸的原因是结构中有两个氢原子直接与磷原子相连，不能电离，其电子式和结构式分别是：次磷酸和它的盐都有较强的还原性，次磷酸盐一般易溶于水，其中碱土金属次磷酸盐的溶解度较小。
[过关训练]1．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是()选项①中物质②中物质预测②中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析：选D23NaOH发生中和反应，再与Na2CO3分步发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，因此开始阶段滴加稀盐酸，②中不产生气泡。
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－+ + + －－
就成键轨道的对称性来讲，这是 键， 且是 d－p 之间的轨道重叠。
·· ··
－+ +
·O·
+ －－
HO P OH OH
就共用电子对的来源讲，这是配位
键 —— 故称为 d－p 配键。
·· ··
这是含氧酸中常见的键型，该 键的强度很弱，两个这种键才相当 于一个单键。
市售 85% 的 H3PO4，相当于 15 mol·dm－3。
这种磷酸中形成许多氢键，呈 粘稠状。
磷酸是三元中强酸 。
H3PO4 H2PO4－ HPO42－
H+ + H2PO4－ K1 = 7.1 10－3
H+ + HPO42－ K2 = 6.3 10－8
H+ + PO43－ K3 = 4.8 10－13
CaCl2 浓 H2SO4 KOH P4O10 H2O（g） 0.34 0.003 0.002 0.00001
P4O10 是强脱水剂，它可以使 H2SO4 脱水
P4O10 + 2 H2SO4 —— 2 SO3 + 4 HPO3
14. 7. 2 磷 酸 1. 磷酸的分子结构
磷酸 H3PO4（Ⅴ）
sp3
磷酸是非氧化性的酸 。
H3PO4 / H3PO3
E ⊖= － 0.276 V A
PO43－/ HPO32－
E ⊖= － 1.05 B
V
（1） 磷酸的缩合性
H3PO4 受强热时，分子间脱水 发生缩合反应
O
O
HO P OH HO P OH
OH
OH
O
O
HO P O P OH
OH OH
生成焦磷酸 H4P2O7
环四聚磷酸的组成与偏磷酸相同， 故称之为四偏磷酸。
－ 4 H2O
环四聚磷酸称为四偏磷酸
（HPO3）4 环四聚磷酸
O OH
P
O
O
OP
PO
O
O
O
环三聚 磷酸（HPO3）3
环 n 聚多磷酸的通式为 （HPO3 ）n
偏磷酸的酸性强于磷酸。
（2） 磷酸的配位能力
磷酸根具有配位能力，能与 许多金属离子形成可溶性配位化 合物。
O
HO P O P OH
OH OH
H4P2O7 焦磷酸，也叫一缩 二磷酸，为四元酸。
K1 = 1.2 10－1 K3 = 2.0 10－7
K2 = 7.9 10－3 K4 = 4.5 10－10
由两个或两个以上同种简单含氧 酸缩水而成的酸叫做同多酸。
焦磷酸就是一种同多酸。 第十三章中介绍过的一些多硅酸 也属于同多酸。
+ 2 O2
有时简写做 P2O5，称为五氧化二磷。
2. 与水的反应
P4O6 和冷水反应，最终产物是 亚磷酸 H3PO3 P4 O6 + 6 H2O（冷）—— 4 H3PO3
和热水反应时，生成的 H3PO3 将歧化，P（Ⅲ）变成 P（Ⅴ）
5 P4O6 + 18 H2O（热）—— 8 P + 12 H3PO4 或
P4O10 + 2 H2O —— 4 HPO3
水略多于上述条件时，生成 焦磷酸 H4P2O7 4 HPO3 + 2 H2O —— 2 H4P2O7
当有硝酸催化，H2O 量大于 P4O10 的 6 倍时，将很快地生成 磷酸 H3PO4
P4O10 + 6 H2O —— 4 H3PO4
P4O10 是强吸水剂。 从下面吸水效果的数据（每立方米 含水的质量）可看出其吸水能力之强。
3. 磷酸盐
磷酸盐的种类很多，有
PO43－ HPO42－ H2PO4－
正磷酸盐 磷酸氢盐 磷酸二氢盐
P2O74－ P3O105－ （PO3 ）nn－
焦磷酸盐 链三聚磷酸盐 环多聚偏磷酸盐 等等
（1） 溶解性与水解性 Na+，K+，Rb+，Cs+，NH4+ 的正盐和一氢盐可溶； 二氢盐一般可溶；
其他盐类难溶。
易溶的碱金属的正盐水解， 溶液显碱性
PO43－ + H2O —— HPO42－ + OH－
磷酸一氢盐水解，溶液亦显碱性
HPO42－ + H2O —— H2PO4－ + OH－ Kh2
不等性杂化
三条单电子的杂化轨道与三个 OH 结合，形成 3 个 键。
sp3
不等性杂化
有电子对的 sp3 杂化轨道 向氧原子配位，成 配位键。
氧原子 2s2 2px2 2py1 2pz1 重排成 2s2 2px2 2py2 2pz0
O
O
空出一条轨道以接受 P 杂化轨 道的对电子。
氧原子中 p 轨道的对电子可以反馈 入磷的 3d 空轨道成键。
P4O6 + 6 H2O（热）—— PH3 + 3 H3PO4
隔绝空气加热 P4O6 ，会得到磷 的另一种氧化物 P2O4
2 P4O6 —— 3 P2O4 + 2 P（红磷）
P2O4 为无色晶体。
P2O4 溶于水中歧化得 H3PO3 和 H3PO4 。
P4O10 和水作用，水不足时 生成偏磷酸 HPO3
·O·
HO P OH
OH
·· ··
·O·
HO P OH OH
磷酸结构式中 P 和 O 之间的双键， 就是一个 σ 配键和一对 d－p 配键。
·· ··
·O·
HO P OH OH
d－p 配键是对于 P＝O 双键的一 种解释。
2. 磷酸的性质
纯的磷酸是固体，熔点 42℃， 沸点高，沸点 407℃。
Fe3+ + PO43－ —— FePO4 黄色沉淀
但 H3PO4 过量时，将生 成配位化合物溶解
FePO4 + PO43－ —— [ F（e PO4）2]3－
分析化学中，若 Fe3+ 的存在 影响对于其他元素的分析时，可以 加 PO43－ 与 Fe3+ 生成配离子。
人们称 PO43－ 为 Fe3+ 的掩蔽 剂。
多磷酸中还有三磷酸，其 分子式为 H5 P3O10。
O
O
O
HO P O P O P OH
OH OH OH
三聚磷酸称为二缩三磷酸。
O
O
O
HO P O P O P O
OH OH OH
O O P OH
OH
链 n 聚多磷酸的通式
Hn +2 Pn O 3n +1
正磷酸 H3PO4 分子内脱水得到的 HPO3，称为偏磷酸。
14. 7 磷的含氧化合物
14. 7. 1 磷的氧化物
磷的氧化物以 P4O6 和 P4O10 为最常见。
1. 分子结构
P4 分子中弯曲的 P － P 键， 在 O2 分子的进攻下很易断裂。
在每两个 P 原子间嵌入一个 O 原子，则形成 P4O6 分子。
+ 3 O2
P4O6 的每个 P 上各有一个孤电子对， 还可以再结合 O 原子，形成 P4O10。