Fosfor

Z Wikipedii

Si – P – S   N P As       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Fosfor, P, 15
Własności metaliczne	niemetal
Grupa, okres, blok	15 (VA), 3, p
Gęstość, twardość	1823 kg/m³, bd
Wygląd
Kolor	biały fosforyzujący czarny, czerwony
Własności atomowe
Masa atomowa	30,973761 u
Promień atomowy (obl.)	100 (98) pm
Promień kowalencyjny	106 pm
Promień van der Waalsa	180 pm
Konfiguracja elektronowa	[Ne]3s²3p³
e- na poziom energetyczny	2, 8, 5
Stopień utlenienia	±3, 5, 4
Własności kwasowe tlenków	średnio kwaśne
Struktura krystaliczna	jednoskośna
Własności fizyczne
Stan skupienia	stały
Temperatura topnienia	317,3 K (44,15°C)
Temperatura wrzenia	550 K (277°C)
Objętość molowa	17,02×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	12,129 kJ/mol
Ciepło topnienia	0,657 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	20,8 Pa (294 K)
Prędkość dźwięku	bd
Pozostałe dane
Elektroujemność	2,19 (Pauling) 2,06 (Allred)
Ciepło właściwe	769 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	1,0×10-9 S/m
Przewodność cieplna	0,235 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	1011,8 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	1907 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	2914,1 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	4963,6 kJ/mol
V Potencjał jonizacyjny	6273,9 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 30P {syn.} 2,5 min β+   32Si 31P 100% stabilny izotop z 16 neutronami 32P {syn.} 14,28 dni β- 0,224 32S 33P {syn.} 25,3 dni β-   33S
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu

Fosfor (P, łac. phosphorus – "niosący światło") to pierwiastek chemiczny, niemetal. Jedynym izotopem stabilnym fosforu jest ³¹P.

Fosfor jest niezbędny do życia. Wchodzi w skład kwasów nukleinowych oraz wielu związków przekazujących energię na poziomie molekularnym, takich jak ATP. W organizmach zwierzęcych fosfor jest składnikiem kości i kwasów nukleinowych. Należy do grupy makroelementów. W wodzie i alkoholu jest on prawie nierozpuszczalny, nieco rozpuszcza się w eterze, łatwo – w trójchlorku fosforu, chlorku siarki i siarczku węgla. Z ostatniego z wymienionych rozpuszczalników fosfor wydziela się po odparowaniu w postaci kryształów układu regularnego o połysku diamentowym.

Fosfor występuje w czterech odmianach alotropowych, jako: fosfor biały, fosfor czerwony, fosfor fioletowy oraz fosfor czarny.

Spis treści 1 Fosfor biały 2 Fosfor czerwony 3 Fosfor fioletowy 4 Fosfor czarny 5 Znaczenie biologiczne 6 Zastosowanie 7 Występowanie w przyrodzie 8 Historia 9 Zobacz też 10 Przypisy

[edytuj] Fosfor biały

Przy zwykłym ciśnieniu fosfor biały topi się w 44°C, a wrze w 277°C przechodząc w pary o składzie P₄. Ponieważ bardzo łatwo ulega samozapłonowi, przechowuje się go zawsze pod wodą. Jest trudny do ugaszenia, ponieważ w wysokich temperaturach reaguje z wodą, która go dodatkowo rozprasza.

Ma tendencję do przechodzenia w inne, bardziej trwałe odmiany, do których należy fosfor czerwony. Jego cząsteczka składa się z 4 atomów. W temperaturze pokojowej ulega powolnemu utlenianiu, emitując światło (chemiluminescencja). Był stosowany jako składnik farb, które nanoszono na wskazówki zegarków (świeciły światłem widocznym w ciemności).

Reaguje z wrzącym roztworem wodorotlenku barowego:

2P₄ + 3Ba(OH)₂= 2PH₃ + 3Ba(H₂PO₂)₂

W reakcji powstaje fosforniak(fosforowodór) i barowa sól kwasu fosforowego(I)^[1].

Jest skrajnie łatwopalny. Z tego powodu dawniej produkowano z niego zapałki. Były to jednak zapałki bardzo niebezpieczne, ponieważ zapalały się po potarciu o każdą szorstką powierzchnię, a ponadto były trujące. Obecnie jedynie szorstka powierzchnia pudełek, służących do pocierania zapałek, zawiera nieco czerwonego fosforu, zmieszanego z tłuczonym szkłem i dwutlenkiem manganu. Wskutek ogrzania, wywołanego potarciem zapałki o tę powierzchnię, fosfor się zapala i płomień przenosi się na główkę zapałki. Jest silnie trujący; dla człowieka o wadze 60 kg śmiertelna dawka wynosi 100 mg.

Fosfor biały stosowany jest jako broń zapalająca i trutka na szczury.

[edytuj] Fosfor czerwony

Inaczej zwany fosforem bezpostaciowym. Otrzymuje się go przez prażenie fosforu białego w atmosferze azotu i temperaturze 250°C z użyciem jodu jako katalizatora.

Jest nietoksyczny, mniej reaktywny od fosforu białego. Zapala się powyżej 400°C, jego ugaszenie również jest bardzo trudne, ponieważ pali się nawet przy ograniczonym dostępie tlenu.

Jest używany jako jeden ze składników draski na pudełkach od zapałek.

Zobacz: zapałki

[edytuj] Fosfor fioletowy

Powstaje w wyniku ogrzewania fosforu czerwonego w próżni w temperaturze ok. 550°C. Nierozpuszczalny w żadnej substancji. Odmiana mało aktywna chemicznie.

[edytuj] Fosfor czarny

Najtrwalsza odmiana fosforu. Otrzymywany przez ogrzewanie fosforu białego bez dostępu tlenu w temp. 220°C i pod ciśnieniem 12.000 atm. Ma on barwę szarą, połysk metaliczny, przewodzi prąd elektryczny. Właściwości fosforu fioletowego i czarnego są słabo poznane.

[edytuj] Znaczenie biologiczne

Składnik kości oraz ATP, DNA i RNA.

[edytuj] Zastosowanie

Tlenki fosforu używane są jako reduktory (P₄O₆) lub substancje wysuszające (P₄O₁₀). Kwas ortofosforowy (H₃PO₄) jest dodatkiem do napojów gazowanych typu cola. Związki tego pierwiastka wykorzystywane są również w przemyśle chemicznym jako katalizatory. Fosforan(V) sodu stosuje się do proszków do prania, okazało się, że coraz powszechniejsze używanie detergentów powoduje zwiększanie stężenia związków fosforu w wodach rzek i jezior, zwłaszcza w Polsce, gdzie nie wszystkie ścieki są oczyszczane. Wynikiem tego jest eutrofizacja wód.

[edytuj] Występowanie w przyrodzie

Ważne minerały fosforu to apatyt i fosforyty. Fosfor tworzy szereg kwasów, z czego najważniejszym jest kwas ortofosforowy(V) H₃PO₄. Związki fosforu są stosowane jako nawozy sztuczne.

Związki fosforu

• fosforowodór
• fosforki
• fosforany

[edytuj] Historia

Fosfor został odkryty przez niemieckiego alchemika Henniga Branda w Hamburgu w 1669 r. podczas długotrwałego prażenia moczu. W pierwszej komercyjnej metodzie otrzymywania fosforu (koniecznego do produkcji zapałek) substancją wyjściową były kości zwierzęce^[2], co znalazło odbicie w proponowanej polskiej nazwie fosforu koścień^[3].

[edytuj] Zobacz też

• Fosforescencja.

Przypisy