2НзР04 + ЗСа(ОН)2 = Са3(Р04)21 + 6Н20.

Фосфорная кислота образуется из фосфата кальция под

действием сильных кислот, например, серной:

Са3(Р04)2 + 3H2S04 = 3CaS04l + 2Н3Р04.

Задача 5. Напишите уравнения химических реакций, соот¬ ветствующих следующей схеме:

Решение. Первая реакция промышленный способ полу¬

чения фосфора (вещество А):

Са3(Р04)2 + 3Si02 + 5С = 2Р + 5СО + 3CaSi03.

Фосфор реагирует при нагревании с кальцием с образовани¬

ем фосфида кальция Са3Р2 (вещество Б):

ЗСа + 2Р = Са3Р2.

Фосфид кальция разлагается водой и кислотами, образуя

газ фосфин РН3 (вещество В):

Са3Р2 + 6HCI = ЗСаС12 + 2РНз1\

При сгорании фосфина образуются P2Os и Н20, которые

сразу же реагируют между собой, давая фосфорную кислоту

(вещество Г):

РН3 + 202 = НЭР04.

Фосфорная кислота растворяет фосфат кальция с образо¬

ванием дигидрофосфата кальция Са(Н2Р04)2 (вещество Д):

4Н3Р04 + Са3(Р04)2 = ЗСа(Н2Р04)2.

ГЛАВА 12. Подгруппа углерода и кремния

§ 12.1. Общее рассмотрение

Главную подгруппу IV группы составляют углерод, крем¬ ний, германий, олово и свинец. Электронные конфигурации

внешнего слоя элементов п/пр2, в соединениях они могут

проявлять степени окисления от4+ до 4-. Углерод и кремний

типичные неметаллы, германий проявляет промежуточные

147

свойства, а олово и свинец типичные металлы. Поэтому и

здесь (так же, как в V группе) мы рассматриваем отдельно

подгруппу углерода и кремния и подгруппу германия.

Углерод имеет два устойчивых изотопа: С (98,9%) и С

(1,1%). Важен его радиоактивный изотоп 14С, испускающий

(3-лучи, который постоянно образуется в земной атмосфере

(см. реакцию 1 в § 11.1). Измеряя p-активность углеродсо¬

держащих веществ, определяют возраст археологических на¬

ходок, геологических событий.

Во всех соединениях углерод и кремний четырехвалентны

(редкие исключения оксид углерода (II) СО, оксид кремния

(II) SiO); уникальность углерода в способности соединяться

между собой в длинные цепи, в том числе циклические, об¬

разуя громадное число органических соединений.

Углерод один из распространенных элементов на Земле

(11-е место; 0,3% по массе); он входит в состав атмосферы в

виде С02, известняков, мрамора, ископаемых углей, нефти,

природного газа и т.д. Простое вещество углерода может

существовать в форме алмаза, графита, карбина и аморфного углерода ( древесный уголь", "активированный уголь").

Кристаллы алмаза образованы атомами в состоянии sp -

гибридизации, все связи эквивалентны и очень прочны. Ал¬

маз самое твердое вещество, найденное в природе; абсо¬

лютно не проводит электрический ток.

В графите атомы находятся в 5р2-гибридизации, образуя

параллельные слои из плоских шестиугольников. Внутри

слоя атомы связаны гораздо прочнее, чем между слоями, объ¬ единенными ван-дер-ваальсовыми силами. Поэтому кристал¬

лы графита имеют пластинчатую структуру: этим объясня¬

ются "пишущие " свойства графита; в отличие от алмаза

графит хорошо проводит электрический ток, но только в

определенных направлениях (анизотропия).

Хуже изучены структуры карбина, образующего длинные цепи за счет ^-гибридизации, и аморфного углерода

(предполагают, что это свежеприготовленная смесь очень

мелкодисперсных графита и карбина; иногда эту форму на¬

зывают "древесным" или "активированным" углем).

элемент в земной коре (27,6% по массе). В отличие от углеро¬

да, кремний в свободном состоянии в природе не встречается.

148