Какие кислородные соединения фосфора вы знаете?

К кислородным соединениям фосфора относятся прежде всего его оксиды, кислородсодержащие кислоты и соли этих кислот.

Оксиды фосфора

Наиболее важны два оксида:

1. Оксид фосфора(III) — P₄O₆
Его часто записывают упрощённой формулой P₂O₃. Фосфор в нём имеет степень окисления +3. Это бесцветное кристаллическое вещество, ядовитое, легко окисляющееся на воздухе.

При взаимодействии с водой образует фосфористую кислоту:

2. Оксид фосфора(V) — P₄O₁₀
В школьной химии часто используется упрощённая формула P₂O₅. Степень окисления фосфора равна +5. Это белое твёрдое вещество, которое очень активно поглощает воду, поэтому применяется как осушитель.

В зависимости от количества воды он может образовывать разные кислоты:

образуется метафосфорная кислота;

образуется пирофосфорная кислота;

образуется ортофосфорная кислота.

Известны также менее устойчивые промежуточные оксиды, например P₄O₇, P₄O₈ и P₄O₉, но они встречаются значительно реже.

Кислородсодержащие кислоты фосфора

Фосфорноватистая кислота — H₃PO₂
Степень окисления фосфора равна +1. Несмотря на наличие трёх атомов водорода, эта кислота одноосновная, поскольку только один атом водорода связан с кислородом и способен замещаться металлом. Её соли называются гипофосфитами. Кислота обладает сильными восстановительными свойствами.

Фосфористая кислота — H₃PO₃
Фосфор имеет степень окисления +3. Эта кислота двухосновная: два атома водорода входят в гидроксильные группы, а третий непосредственно связан с фосфором. Её соли называются фосфитами. Фосфористая кислота также является восстановителем.

Ортофосфорная кислота — H₃PO₄
Это наиболее известная и устойчивая кислородсодержащая кислота фосфора. Степень окисления фосфора равна +5. Она трёхосновная и образует три ряда солей:

• дигидрофосфаты, например NaH₂PO₄;

• гидрофосфаты, например Na₂HPO₄;

• средние фосфаты, например Na₃PO₄.

Ортофосфорная кислота является кислотой средней силы и не обладает выраженными окислительными свойствами.

Пирофосфорная кислота — H₄P₂O₇
Образуется при нагревании ортофосфорной кислоты с отщеплением воды:

Её соли называются пирофосфатами.

Метафосфорная кислота — HPO₃
Она также образуется при обезвоживании ортофосфорной кислоты:

На практике метафосфорная кислота часто существует в виде полимеров с общей формулой $(HPO_3)_n$. Её соли называются метафосфатами.

Соли кислородсодержащих кислот фосфора

К важнейшим солям относятся:

• гипофосфиты — соли H₃PO₂;

• фосфиты — соли H₃PO₃;

• фосфаты — соли H₃PO₄;

• пирофосфаты — соли H₄P₂O₇;

• метафосфаты — соли HPO₃;

• полифосфаты — соединения, содержащие цепочки из нескольких атомов фосфора, связанных через кислород.

Особенно большое значение имеют фосфаты. Например, фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂ входит в состав природных фосфоритов и апатитов, а также является важной минеральной частью костей и зубов. Фосфаты широко применяются при производстве удобрений, моющих средств, пищевых добавок и различных технических материалов.

Таким образом, основные кислородные соединения фосфора — это оксиды P₄O₆ и P₄O₁₀, кислоты H₃PO₂, H₃PO₃, H₃PO₄, H₄P₂O₇ и HPO₃, а также соответствующие им соли.