¿Qué son el fósforo rojo, el fósforo blanco, el fósforo morado y el fósforo negro?
El fósforo blanco puro es un cristal incoloro y transparente que gradualmente se vuelve amarillo cuando se expone a la luz, por eso también se le llama fósforo amarillo. El fósforo amarillo se puede destilar y volverse blanco nuevamente cuando se aíslan la luz y el aire. Se ha determinado que el fósforo blanco existe en la forma molecular de P4, ya sea en solución o en estado de vapor.
Cuatro átomos de fósforo forman un tetraedro, y cada átomo de fósforo forma tres enlaces σ con sus tres orbitales P y otros tres orbitales P. El ángulo de enlace entre los átomos de fósforo en la molécula P4 es de 60°. Las moléculas P4 son moléculas con tensión, lo que reduce la energía de enlace de cada enlace P-P, lo que explica por qué el fósforo blanco es altamente activo químicamente a temperatura ambiente.
Cuando el vapor de fósforo blanco se calienta a 800°C, el P4 comienza a descomponerse en P2. La estructura molecular diatómica en este momento (:p ≡ p:) es similar a la del nitrógeno.
Cuando el fósforo blanco se calienta a 260°C en un recipiente cerrado, se transformará gradualmente en un polvo de color rojo oscuro. A temperatura ambiente, bajo la acción de la luz, el fósforo blanco también sufrirá la transformación anterior, produciendo una variante de color rojo oscuro, cuyo componente principal es el fósforo violeta. El fósforo púrpura es menos activo químicamente que el fósforo blanco, pero aún puede oxidarse a ácido fosfórico mediante ácido nítrico. El fósforo morado arde violentamente cuando se frota contra el clorato de potasio.
Cuando se hierve fósforo blanco o fósforo púrpura con tribromuro de fósforo, se produce fósforo rojo. El fósforo rojo es la forma amorfa del fósforo púrpura.
La estructura del fósforo rojo no está clara. Algunas personas piensan que el fósforo rojo es una enorme molécula de cadena larga que se forma al conectar moléculas P4 en una estructura tetraédrica después de que se rompe el primer enlace.
Se calienta fósforo blanco a 1 210 MPa para obtener fósforo negro. El fósforo negro es de color gris hierro, metálico, conductor, tiene una densidad de 2,7 g/cm3, un punto de ignición de 490°C y una apariencia similar al grafito. El fósforo negro es menos activo químicamente que el fósforo púrpura y, en general, es difícil reaccionar con él.
El fósforo negro tiene una estructura de doble capa, teniendo cada átomo de fósforo tres átomos adyacentes.
Muchos elementos simples, como el fósforo, pueden formar alótropos. Los alótropos se forman de tres maneras: (1) La cantidad de átomos en la molécula es diferente, como el oxígeno (O2) y el ozono (O3) (2) La disposición de los átomos en el cristal es diferente, como el diamante y el grafito; (3) Cristal Las moléculas están dispuestas de diferentes maneras, como el azufre romboédrico y el azufre monoclínico.