磷酸
常见的无机酸
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磷酸（英文名：Phosphoric acid）又名正磷酸，化学式为H3PO4，分子量97.995。磷酸是由五氧化二磷（P₂O₅）与水反应得到的化合物，是一种常见的无机酸。高浓度（83%-98%）磷酸呈无色透明粘稠液体，纯品为斜方晶系柱状结晶。磷酸挥发性不强，且不易分解，几乎没有氧化性。磷酸易潮解，易溶于水，能与水任意比例互溶，能溶于乙醇。磷酸酸性比盐酸、硫酸等强酸更弱，但比醋酸、硼酸等弱酸要强。磷酸常温下稳定，加热制成。磷酸可用于制造肥料、磷酸盐、药物、有机合成催化剂、陶瓷、玻璃等。磷酸是唯一一种可用于食品调味的无机酸，也可以作为食品酸味剂和化学试剂。[2][3][4][5]
物质结构
磷酸分子结构
在磷酸分子中，磷原子的价层电子构型为3s²3p²，经sp³不等型杂化4条杂化轨道。其中三条为具有单电子的杂化轨道，分别与—OH中的氧原子形成σ键；一条具有一对电子的杂化轨道，向端基氧原子配位，形成σ配键。除此之外，P原子除了sp³杂化轨道与四个氧原子形成配位σ键之外，还有两个空轨道分别接受配位原子上反馈回来的电子，形成p-d反馈大π键。因此磷酸根离子中P-O键长实测值为154pm，介于单键（171pm）与双键（150pm）之间。结晶状磷酸与其水合物的结构是由氢键相连接的PO₄四面体所组成，P-O键长为150x10ˉ¹²m，P-OH键长为155x10ˉ¹²m，键角OP（OH）为108°~115°，（OH）P（OH）为104°~110°。在浓溶液中仍然保持这些氢键，因此会表现出黏性。在浓度相对较低的稀溶液（54%H₃PO₄）中磷酸根离子则与水结成氢键。[5][6][7][8][9]