Fosfor

Odkryty został około roku 1669 przez alchemika niemieckiego Henniga Branda.

Nazwa pochodzi od greckich słów phôs - światło i phoros - niosący, będący podstawą.

Niemetaliczny, reaktywny fosfor uczony otrzymał z moczu podczas alchemicznych eksperymentów mających na celu przemianę srebra w złoto. Fosfor występuje w czterech głównych odmianach. Są to: fosfor biały (zwykły), czerwony, fioletowy i czarny. Tylko dwie pierwsze z nich mają większe znaczenie praktyczne.
Biały fosfor jest białą (żółknącą na powietrzu), prześwitującą, krystaliczno-woskową substancją. Jest silnie trujący, dawka śmiertelna dla człowieka to około 0,1g. Spontanicznie zapala się na powietrzu już w temperaturze 34°C i dlatego musi być przechowywany pod wodą. Nie rozpuszcza się w wodzie, słabo rozpuszcza się w organicznych rozpuszczalnikach. Topi się w temperaturze 44,1°C, a wrze przy 280°C. Dzięki wydzielaniu śladowych cząsteczek P4 i utlenianiu ich tlenem atmosferycznym świeci w ciemności (zjawisko chemoluminescencji).
Czerwony fosfor występuje najczęściej jako mikrokrystaliczny, nietrujący proszek. Sublimuje w temperaturze około 420°C. Odmiany fioletowa i czarna są nietrujące, mniej reaktywne, nie reagują z roztworami wodorotlenków litowców. Czarna odmiana wykazuje metaliczny połysk, przewodzi prąd i jest dobrym przewodnikiem ciepła.
Występowanie: Fosfor występuje w naturze w wielu związkach. Wolny nie występuje. Najczęściej spotyka się sole kwasów fosforowych fosforany. Pierwiastek ten jest ważnym składnikiem tkanek roślinnych (niezbędne w procesie fotosyntezy fosforany są ważnym nawozem) i zwierzęcych. Fosforan wapnia jest jednym z głównych składników kości zwierząt i człowieka. W skorupie ziemskiej - 0,11% wagowego.
Otrzymywanie: Biały fosfor otrzymuje się w przemyśle poprzez ogrzewanie fosforanu wapnia (Ca3(PO4)2) z piaskiem. Ogrzewany bez dostępu powietrza biały fosfor (230-300°C) przechodzi w fazę czerwoną. Czarny fosfor otrzymuje się poprzez ogrzewanie białej odmiany w temperaturze około 200°C i przy bardzo dużym ciśnieniu. Fioletowy powstaje poprzez ogrzewanie czerwonego w 450°C.
Wykorzystanie: Fosfor biały jest używany m.in. jako trutka na gryzonie. Dawniej wykorzystywano go do produkcji zapałek, które były dość niebezpieczne ze względu na jego trujące właściwości i zapalanie się po potarciu o każdą powierzchnię. Obecnie stosuje się zamiast niego fosfor czerwony i tylko na bokach pudełka (tzw. zapałki bezpieczne). Fosforany używane są jako nawozy sztuczne. Tlenki fosforu używane są jako reduktory (P4O6) lub substancje wysuszające (P4O10). Kwas ortofosforowy (H3PO4) jest dodatkiem do napoi gazowanych typu cola. Związki tego pierwiastka wykorzystywane są również w przemyśle chemicznym jako katalizatory.

Konfiguracja elektronowa Ne 3s23p3
Masa atomowa 30,974
Gęstość [kg/m3] (293K) 1829 - biały
2200 - czerwony
2690 - czarny
Główny stopień utlenienia +5 (-3; -2; +2; +3)
Izotopy: masa - zawartość - okres półrozpadu
31P
32P
33P
30,974 - 100% - stabilny
31,974 - 0% - 14,3 dni
32,972 - 0% - 25 dni
Temperatura topnienia 317,3K - żółty; 863K - czerwony i fioletowy
Temperatura wrzenia 553K
Promień atomowy [pm] 93 (biały); 115 (czerwony)
Powinowactwo elektronowe [kJ×mol-1] 72,0
Energia jonizacji [kJ×mol-1]1011,7 P -> P+ + e
1903,2 P+ -> P2+ + e
2912 P2+ -> P3+ + e
Elektroujemność 2,19 (Pauling); 5,62 eV (absolutna)
Energia wiązań kowalencyjnych [kJ×mol-1] P-H
P-O
P=O
P-F
P-Cl
P-P
328
407
560
490
319
209

Poprzednia Pierwiastki Następna