Номер 236, страница 217 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.236. Белый фосфор светится в темноте. Как это объяснить?

Свечение белого фосфора в темноте — это пример явления, называемого хемилюминесценцией. Хемилюминесценция — это испускание света веществом в результате протекающей в нём химической реакции.

Процесс можно объяснить следующим образом:

1. Высокая реакционная способность. Белый фосфор — это аллотропная модификация фосфора, состоящая из молекул $P_4$. Эти молекулы имеют форму тетраэдра, в котором атомы фосфора соединены ковалентными связями. Валентные углы в такой структуре составляют всего 60°, что приводит к большому напряжению в молекуле. Из-за этого напряжения белый фосфор очень химически активен.
2. Окисление кислородом. На воздухе белый фосфор легко вступает в реакцию с кислородом. Это медленный, многостадийный, цепной процесс окисления. Суммарную реакцию можно представить уравнением:
   $P_4 + 5O_2 \rightarrow P_4O_{10}$
3. Выделение света. Ключевым моментом является то, что в ходе промежуточных стадий этой сложной реакции образуются нестабильные частицы (например, молекулы $PO$ и димеры $(PO)_2$) в электронно-возбужденном состоянии. Атомы в таких молекулах имеют избыточную энергию. Возвращаясь в свое нормальное, основное состояние, эти частицы испускают избыток энергии в виде квантов света (фотонов), что и воспринимается как видимое свечение, обычно зеленовато-белого цвета.

Важно отличать это явление от фосфоресценции. Фосфоресценция — это свечение, которое продолжается после прекращения внешнего облучения (например, светом), то есть вещество сначала накапливает энергию, а потом медленно ее отдает. Свечение белого фосфора происходит за счет энергии самой химической реакции и не требует предварительного облучения.

Ответ: Свечение белого фосфора в темноте объясняется явлением хемилюминесценции. Это результат медленной химической реакции окисления паров белого фосфора кислородом воздуха. В ходе этой реакции образуются промежуточные продукты в электронно-возбужденном состоянии, которые, возвращаясь в основное состояние, испускают энергию в виде видимого света.