正磷酸是由一个单一的磷氧四面体构成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3杂化的,3个杂化轨道与氧原子间形成3个σ键,另一个P—O键是由一个从磷到氧的σ配键和两个由氧到磷的d-p配键组成的。工业:磷酸是一种重要的化工原料,主要作用如下:处理金属表面,在金属表面生成难溶的磷酸盐薄膜,以保护金属免受腐蚀。纯3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液粘稠的原因。磷酸属于中强酸,其结晶点(冰点)为21℃,当低于此温度时会析出半水物结(冰)晶。
也可用作化学试剂,磷酸盐是所有生命形式的营养。当然,通常磷酸在10℃以上甚至更低温度下也不结(冰)晶,这是由于磷酸具有过冷的特性,也就是实际上市售的磷酸在低于21℃时会偏离其结(冰)晶点,不会立即结(冰)晶的现象存在。研究磷酸早的化学家是法国化学家拉瓦锡。1772年,他做这样的实验:将磷放在以密封的钟罩里使其燃烧。磷酸或正磷酸,化学式H3PO4,分子量为97.994,是一种常见的无机酸,是中强酸。
农业:磷酸是生产重要的磷肥(过磷酸钙、磷酸二氢钾等)的原料,也是生产饲料营养剂(磷酸二氢钙)的原料。纯3PO4和它的晶体水合物中都有氢键存在,这可能是磷酸浓溶液粘稠的原因。磷酸属于中强酸,其结晶点(冰点)为21℃,当低于此温度时会析出半水物结(冰)晶。继德国商人波兰特发现磷、德国化学家孔克尔制出磷后,英国化学家波义耳也独立制出了磷,由于磷原子3d能级比氧原子的2p能级能量高很多,组成的分子轨道不是很有效的,所以P—O键从数目上来看是三重键,但从键能和键长来看是介于单键和双键之间。
从浓溶液中结晶,则形成半水合物2H3PO4·H2O(熔点302.3K)。磷酸无强氧化性,无强腐蚀性,属于较为安全的酸,属低毒类,有刺激性。但这样的低温只要维持一段时间,在静止的状态下,磷酸很容易产生结(冰)晶。磷酸结晶就像其他液体结晶一样属于物理变化而非化学变化。1840年李比希著的《有机化学在农业和生理学上的作用》中,科学地论证了土壤的肥力问题,并指出磷对植物的作用。
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