|
 |
|
Pozdrav!
U zbirci iz kemije naišla sam na pitanje: "Zašto u prirodi ima elementarnog dušika, a nema elementarnog fosfora?" Dio odgovora koji je vezan uz inertnost dušika zbog trostruke kovalentne veze u molekulama N2 mi je jasan, ali ne shvaćam dio vezan uz fosfor. Citiram odgovor za fosfor: "Molekule fosfora P4 su tetraedarske građe, a valentni kut je 60°. To znači da je preklapanje p-orbitala nepotpuno pa je veza između atoma fosfora slabija. To uzrokuje veću reaktivnost fosfora." Možete li mi, molim Vas, malo pojasniti taj odgovor za fosfor (povezanost između valentnog kuta i preklapanja orbitala, i zašto je uopće preklapanje orbitala ovdje važno)?
Hvala unaprijed!
|
|
Ime i prezime:
Ana Frntić
ana.frntic5@gmail.com
|
 |
 |
Preklapanje orbitala bitno je za relativnu stabilnost, a također i za reaktivnost molekula. Slabije veze lakše je raskinuti nego one jake, zbog čega će molekule s takvim vezama biti reaktivnije, a također i nestabilnije u odnosu na molekule sazdane od istih atoma, samo s jačim (npr. manje napetim) vezama. U tom svjetlu, kako vezni kutevi u bijelom fosforu jako odudaraju od tetraedarskih (109,5°), možemo očekivati da će bijeli fosfor biti vrlo reaktivan te da ga u prirodi najvjerojatnije nećemo naći.
To se, međutim, odnosi na bijeli, a ne elementarni fosfor općenito. Elementarni fosfor može se pojaviti u više alotropskih modifikacija, od kojih su najznačajnije bijeli, crveni, ljubičasti i crni fosfor. Najstabilniji od njih je crni fosfor koji je građen od paralelnih slojeva u kojima atomi fosfora čine mrežu sraštenih šesterokuta u konformaciji stolice. U crnom fosforu, kao i u crvenom i ljubičastom fosforu, veze nisu jako napete, ali u prirodi ne samo da nećemo naći bijeli fosfor, nego nećemo naći nikoju alotropsku modifikaciju fosfora. Sav fosfor na Zemlji prisutan je je isključivo u obliku spojeva (izim, naravno, onoga koji su ljudi pripravili u elementarnom stanju).
Očito, napetost veza u bijelom fosforu nije dostatna da se objasni to da na Zemlji nećemo naći elementarni fosfor. Da bismo mogli to objasniti, moramo se pozabaviti i ostalim elementima koje imamo na Zemlji, kao i spojevima koji bi iz njih mogli nastati. Najzastupljeniji element u Zemljinoj kori je kisik, koji čini 46,1 % mase Zemljine kore. Idući element po masenom udjelu je silicij (28,2 %), a za njim slijede aluminij (8,23 %), željezo (5,63 %) i kalcij (4,15 %). Cijelu listu možeš pogledati ovdje.
Kako gotovo polovicu Zemljine kore čini kisik, a dalje slijede mahom metali i polumetali, ono što će nas zanimati primarno je stabilnost elementarnog fosfora u odnosu na fosforove okside, a potom i odnos te dvije kategorije i raznih metalnih fosfida. Tu zapravo nemamo previše prostora za spekulaciju jer znamo da je fosforov(V) oksid izrazito stabilan spoj i da u prisustvu kisika nećemo imati ni fosfora ni fosfidâ. Primjerice, nedavno (i možda uskoro opovrgnuto) otkriće fosfina u Venerinoj atmosferi izazvalo je senzaciju, iako se radilo o koncentracijama u rangu dijelova na milijardu (ppb). Dakle, bilo kakvi tragovi fosfora u kojima ovaj ne bi bilo vezan s kisikom krajnje su neobičan nalaz. No, tomu ne kumuju izvinute veze u bijelom fosforu, nego činjenica da su fosforovi oksidi izrazito stabilne vrste, odnosno to da je fosfor jako sklon biti u oksidacijskom stanju V.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
aproksimativac@gmail.com
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
