リンの単体と化合物の性質・製法

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単体

赤リン・黄リン
Point!

リンの単体には黄リンP4と赤リンPの2種類が存在する。
これら2つは、同じリン元素からできているため「同素体」の関係にあるが、様々な点で違いがある。

まずは、それぞれの特徴をまとめた次の表を見てみよう。

黄リン 赤リン
化学式 P4
(分子式)
P
(組成式)
構造
 
正四面体

 
無定形
毒性 あり なし
その他特徴 自然発火する
(水中に保存)
真空中で加熱すると赤リンに
マッチの箱の横に付いているヤツ

 
まずは、化学式に注目。
黄リンはP原子4つから成り立っているので分子式P4で表すのに対し、赤リンは無数のPが集まってできているので組成式Pで表す。
また、毒性についても決定的な違いがあり、黄リンは毒性を示すが、赤リンは示さない。重要な違いなので、よく覚えておこう。


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化合物

酸化物「十酸化四リンP4O10

黄リンや赤リンを空気中で燃焼させると、白色粉末の酸化物が生成する。これが十酸化四リンP4O10である。

十酸化四リンは潮解性があり吸湿性が極めて高いため、中性の乾燥剤として用いられる。
(乾燥剤に関して詳しいことは「目指せ乾燥剤マスター!高校化学で出てくる酸性・中性・塩基性の乾燥剤の一覧や分類・仕組みを徹底解説!!」を確認しよう。)

オキソ酸「リン酸H3PO4

リンを含むオキソ酸として有名なのは、リン酸H3PO4である。

リン酸は、十酸化四リンに水を加えて加熱すると生じる。

\[
P_{4}O_{10} + 6H_{2}O → 4H_{3}PO_{4}
\]

リン酸を含む塩で有名なのは次の3つ。

リン酸イオン
PO43-
リン酸水素イオン
HPO42-
リン酸二水素イオン
H2PO4
Ca2+ リン酸カルシウム
Ca3(PO4)2
リン酸水素カルシウム
CaHPO4
リン酸二水素カルシウム
Ca(H2PO4)2

 
リン酸カルシウムCa3(PO4)2は骨や歯の主成分で、リン酸二水素カルシウムCa(H2PO4)2はCaSO4と混合して肥料などに用いられる。

また、Ca(H2PO4)2とCaSO4の混合物は過リン酸石灰と 呼ばれており、これを作る反応式は以下の通り。

\[
Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 2H_{2}SO_{4} → Ca(H_{2}PO_{4})_{2} + 2CaSO_{4}
\]

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