Warum hat Phosphor als Summenformel P4?

4 Antworten

Hallo Yanire17

Phosphor kommt in einigen Modifikationen (weiß, schwarz, violett, rot) vor, dabei ist der weiße Phosphor die reaktivste Modifikation.

Man könnte eigentlich vermuten, dass der Phosphor 2-atomige Moleküle mit Dreifachbindung bildet, wie dies der Stickstoff macht. Das P-Atom ist gegenüber dem N-Atom um einiges größer, so dass keine Mehrfachbindungen unter Normalbedingungen zustande kommen.

Als Ausweichmöglichkeit, um doch noch die Edelgaskonfiguration zu erlangen, geht der Phosphor drei kovalente Bindungen zu drei weiteren Phosphoratomen ein. Daraus ergibt sich dann die pyramidale Anordnung. Drei P-Atome bilden jeweils ein gleichseitiges Dreieck mit Bindungswinkel von 60°. Durch diesen kleinen Bindungswinkel kommt es zu Ringspannungen, die seine geringe Stabilität und seine hohe Reaktionsfreudigkeit erklären.

LG

Phosphor ist in der 5. Hauptgruppe und bildet daher, wie zB auch Stickstoff, bevorzugt drei Elektronenpaarbindungen aus!

Jetzt gibt es eine Faustregel, nach der die kleinen, leichten Nichtmetalle dazu tendieren kleine Moleküle mit wenigen Atomen mit sich zu bilden (N2, O2), während die Tendenz Ketten, Netze, oder Gitte zu bilden bei den schwereren zunimmt.

Auch sind die Nichtmetalle der 3. Periode nicht wirklich dafür geeignet, Mehrfachbindungen auszubilden. Auch wenn das gern mal so dargestellt wird, entspricht das nicht der Realität (zB bei Schwefelsäuren, oder Schwefeloxiden)!

Phosphor steht zwischen Stickstoff, der N2 mit einer Dreifachbindung ausbildet, und Arsen, welches schon ein Halbmetall ist und ein Schichtgitter ausbildet.

Der 'Kompromiss' für Phosphor ist also, ein P4-Molekül auszubilden, das eine tetraedrische Form hat. Allerdings gibt es bei Phosphor ja mehrere Modifikationen, in denen doch Gitter und Schichtgitter ausgebildet werden. Die sind aber thermodynamisch nicht so günstig, wie der weiße P4 Phosphor!

Stabil ist der weiße Phosphor nicht, im Gegenteil.

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@MeisterRuelps

Chemolumineszenz tritt bei der Oxidation von Phosphor (und auch Phosphortrioxid) mit Sauerstoff auf. Hier geht es um die Stabilität gegenüber einer Umwandlung, Weißer Phosphor -> Roter Phosphor -> usw. Mein Wissen ist da nicht aktuell.

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Die Moleküle des weißen Phosphors sind aus je 4 P-Atomen in Tetraederform zusammengesetzt. Somit hat jedes P-Atom 3 Elektronenpaarbindungen zu anderen P-Atomen, was bei Hauptgruppe 5 gut passt.

Hä warum ist Phosphor aus je 4 P Atomen und woher weiß man das ?
Steht das im Periodensystem?

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@Yanire17

Das muss man auswendig lernen. Die P4-Konfiguration gibt es sowieso nur beim weißen Phosphor. Als Gas wäre es z.B. P2 und der Rote Phosphor ist z.B. teils kristallin. Auf Wikipedia steht genaueres.

Aus dem Periodensystem - da es in Hauptgruppe 5 steht - kann man nur entnehmen, dass P höchstwahrscheinlich in der äußeren Schale 1 Elektronenpaar und 3 einzelne Elektronen hat - die 3 einzelnen E. können sich leicht mit Einzelelektronen von anderen Atomen verbinden. ("Elektronenpaarbindung")

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