Номер 5, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 7. Многообразие веществ и его причины. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 5, страница 58.

Условие.

5. Назовите две аллотропные модификации фосфора и опишите две физических и два химических свойства, по которым они различаются.

Решение.

Решение 2.

Две основные аллотропные модификации фосфора — это белый фосфор и красный фосфор. Они значительно различаются по своим физическим и химическим свойствам.

Различия в физических свойствах

1. Строение и внешний вид. Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, в узлах которой находятся тетраэдрические молекулы $P_4$. Это мягкое, похожее на воск вещество белого или слегка желтоватого цвета, которое легко режется ножом. Красный фосфор является полимером со сложной атомной структурой. Это аморфный порошок от тёмно-красного до фиолетового цвета.

2. Растворимость и токсичность. Белый фосфор не растворяется в воде, но хорошо растворим во многих органических растворителях, например, в сероуглероде ($CS_2$). Белый фосфор чрезвычайно ядовит. Красный фосфор, в отличие от белого, нерастворим ни в воде, ни в сероуглероде и практически нетоксичен.

Различия в химических свойствах

1. Химическая активность и отношение к кислороду. Белый фосфор очень химически активен. На воздухе он медленно окисляется, что сопровождается свечением в темноте (хемилюминесценция), и самовоспламеняется уже при температуре около 40 °C. Красный фосфор значительно менее активен. Он не светится в темноте и для воспламенения на воздухе его необходимо нагреть до температуры около 260 °C. В обоих случаях продуктом полного сгорания является оксид фосфора(V): $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$.

2. Отношение к щелочам. Белый фосфор при нагревании реагирует с концентрированными растворами щелочей, образуя фосфин ($PH_3$) и соль фосфорноватистой кислоты (гипофосфит). Например, с гидроксидом натрия: $P_4 + 3NaOH + 3H_2O \xrightarrow{t} PH_3\uparrow + 3NaH_2PO_2$. Красный фосфор с растворами щелочей не взаимодействует.

Ответ: Две аллотропные модификации фосфора — белый и красный.
Физические различия: 1) Белый фосфор — мягкое, воскообразное вещество с молекулярной решеткой ($P_4$), а красный — порошок с полимерной атомной решеткой. 2) Белый фосфор растворим в сероуглероде и очень ядовит, в то время как красный нерастворим и не ядовит.
Химические различия: 1) Белый фосфор химически очень активен и самовоспламеняется на воздухе при ~40 °C, а красный фосфор менее активен и воспламеняется только при нагревании до ~260 °C. 2) Белый фосфор реагирует с горячими растворами щелочей с выделением фосфина, а красный — нет.