はじめに

このページでは、リンの単体・化合物について、その性質や製法を紹介していく。いずれも重要なものばかりなのでの機会に必ず覚えるようにしよう。


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リンの単体

赤リン・黄リン
Point!

リンの単体には黄リンP4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。

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
CS2 溶ける 溶けない
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

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。

黄リンP4は無極性分子なので極性溶媒の水には溶けないが、無極性溶媒の二硫化炭素CS2には溶ける。(沈殿生成反応の仕組みと沈殿生成反応式の作り方を参照)一方、赤リンPは無定形分子であり、CS2にも溶けない。

リンの酸化物(十酸化四リン)

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。(乾燥剤について詳しくは【乾燥剤】酸性・中性・塩基性の乾燥剤一覧や分類・仕組みを解説!を確認しよう。)

リンのオキソ酸(リン酸)

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。

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

リンの塩(リン酸カルシウム/リン酸水素カルシウム/リン酸二水素カルシウム)

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

リン酸を含む塩で有名なのはこの3つ。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。(肥料に関しては肥料の三要素(窒素・リン・カリウム)を参照)

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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