1. Чем отличается строение атома фосфора от атома азота? Какой из элементов проявляет более сильные восстановительные свойства? 2. Какие аллотропные модификации фосфора вы знаете? Чем они отличаются друг от друга с точки зрения строения молекул и физических свойств? 3. Напишите уравнения реакций фосфора с магнием, кислородом и хлором, если известно, что в образующихся продуктах атомы фосфора проявляют либо минимальную, либо максимальную степень окисления. 4. Как можно получить водородное соединение фосфора — фосфин? Напишите уравнения реакции горения фосфина. Какие свойства проявляет фосфин — кислотные или основные? Почему? 5. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить фосфорную кислоту из красного фосфора. Кратко охарактеризуйте свойства фосфорной кислоты. 6. Напишите формулы фосфата, гидрофосфата и дигидрофосфата кальция. Как в указанном ряду изменяется растворимость солей в воде? 7. Каково биологическое значение фосфора? Почему академик А. Е. Ферсман назвал фосфор «элементом жизни и мысли»? 8. В виде каких соединений фосфор встречается в природе? Как его получают в промышленности? Расскажите об областях применения фосфора и его соединений.

Строение атома фосфора и атома азота:
Атом фосфора (P) и атом азота (N) различаются по числу протонов в ядре. Атом фосфора содержит 15 протонов, а атом азота — 7 протонов. Из-за этого они имеют разные электронные конфигурации. Электронная конфигурация атома фосфора: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³, а у азота: 1s² 2s² 2p³. Строение атома фосфора позволяет ему образовывать больше химических связей (до пяти), чем азот, который может образовывать не более трех.

С точки зрения восстановительных свойств, фосфор проявляет более сильные восстановительные свойства, чем азот. Это связано с тем, что фосфор в реакции окисления может перейти в различные степени окисления от -3 до +5, а азот — от -3 до +5, но восстановительная способность фосфора в химических реакциях сильнее из-за меньшей энергии связи в его атомах и склонности к образованию соединений в низших степенях окисления.

Аллотропные модификации фосфора:
Фосфор существует в нескольких аллотропных модификациях: белый, красный и черный фосфор.

• Белый фосфор представляет собой молекулы P₄, где атомы фосфора связаны между собой одиночными связями, образуя тетраэдрическую структуру. Белый фосфор — это твердый, легковоспламеняющийся и токсичный порошок, который при хранении должен быть покрыт водой, чтобы предотвратить его окисление.

• Красный фосфор — это аморфный, более стабильный и менее реакционноспособный вариант фосфора, состоящий из цепочек атомов фосфора, соединенных более прочными связями. Красный фосфор применяется, например, в производстве матчей.

• Черный фосфор является наиболее стабильной формой фосфора и имеет слоистое строение, напоминающее графит. Он является полупроводником и используется в некоторых областях электроники.

Уравнения реакций фосфора:

• С магнием:
  2P₄ + 3Mg → Mg₃P₂.
  В данном случае фосфор проявляет минимальную степень окисления (III), так как соединение магния с фосфором представляет собой фосфид, в котором фосфор находится в -3 степени окисления.

• С кислородом:
  4P₄ + 5O₂ → 2P₄O₁₀.
  В этой реакции фосфор окисляется до максимальной степени окисления (V) в соединении P₄O₁₀, где фосфор имеет степень окисления +5.

• С хлором:
  P₄ + 10Cl₂ → 4PCl₅.
  Здесь фосфор также проявляет свою максимальную степень окисления (V) в фосфорном пятиклористом соединении.

Получение фосфина и его горение:
Фосфин (PH₃) можно получить путем реакции фосфора с водородом:
P₄ + 6H₂ → 4PH₃.
Уравнение реакции горения фосфина:
4PH₃ + 12O₂ → 2P₄O₁₀ + 6H₂O.
Фосфин — это слабое основание. В водных растворах он может реагировать с кислотами, образуя соли фосфина, что подтверждает его основные свойства. Также фосфин является ядовитым газом с неприятным запахом.

Получение фосфорной кислоты из красного фосфора:
Для получения фосфорной кислоты из красного фосфора используется окисление фосфора кислородом:
P₄ + 5O₂ → 2P₄O₁₀,
P₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃PO₄.
Фосфорная кислота (H₃PO₄) — это бесцветная, водная кислота, широко используемая в производстве удобрений и как реагент в химических реакциях. Она обладает кислотными свойствами и используется в пищевой промышленности, в производстве моющих средств и в металлургии.

Формулы фосфатов кальция:

• Фосфат кальция (Ca₃(PO₄)₂),

• Гидрофосфат кальция (Ca(HPO₄)₂),

• Дигидрофосфат кальция (Ca(H₂PO₄)₂).

В ряду от фосфата до дигидрофосфата кальция растворимость солей в воде увеличивается. Фосфат кальция почти не растворяется в воде, гидрофосфат растворяется в воде, а дигидрофосфат кальция обладает наибольшей растворимостью.

Биологическое значение фосфора:
Фосфор является важнейшим элементом, необходимым для жизни. Он входит в состав ДНК, РНК, АТФ и других биомолекул, которые участвуют в обмене веществ и передаче энергии в клетках. Академик А. Е. Ферсман назвал фосфор «элементом жизни и мысли», потому что фосфор играет ключевую роль в биологических процессах, таких как синтез молекул, передача генетической информации и поддержание клеточного метаболизма.

Соединения фосфора в природе и промышленности:
В природе фосфор встречается в виде минералов, таких как апатит (Ca₅(PO₄)₃(OH, F, Cl)), а также в составе органических соединений, таких как ДНК и фосфолипиды. В промышленности фосфор получают из фосфоритов путем их нагрева с углем в электрической печи, что приводит к образованию фосфора. Фосфор и его соединения широко используются в производстве удобрений, в химической промышленности для производства кислот и в фармацевтической отрасли.