此条目的主题是化学元素“磷”。关于人体必需的营养素,请见“
磷营养 ”。
磷 (拼音 :lín ,注音 :ㄌ丨ㄣˊ ,粤拼 :leon4 ;英语:Phosphorus ;源于拉丁语 :Phosphorum ),是一种化学元素 ,其化学符号 为P ,原子序数 为15,原子量 为30.973762 u 。[5]
磷 15 P
外观 无色、蜡状白 、黄 、深红、红 、紫 或黑 由左而右分别是:蜡状白磷 (黄色切面), 颗粒状红磷 ,块状红磷 、紫磷 概况 名称·符号 ·序数 磷(phosphorus)·P·15 元素类别 非金属 族 ·周期 ·区 15 ·3 ·p 标准原子质量 30.973762(2) 电子排布 [氖 ] 3s2 3p3 2, 8, 5
历史 发现 亨尼格·布兰德 (1669年)确认其为一元素者 安东万·拉瓦节 [1] (1777)物理性质 物态 固态 密度 (接近室温 ) (白磷) 1.823, (红磷) ≈ 2.2 – 2.34, (紫磷) 2.36, (黑磷) 2.69 g ·cm −3 熔点 (白磷) 44.2 °C, (黑磷) 610 °C 升华点 (红磷) ≈ 416 – 590 °C, (紫磷) 620 °C 沸点 (白磷) 280.5 °C 熔化热 (白磷) 0.66 kJ·mol−1 汽化热 (白磷) 12.4 kJ·mol−1 比热容 (白磷) 23.824 J·mol−1 ·K−1 蒸气压 ((白磷))压/Pa
1
10
100
1 k
10 k
100 k
温/K
279
307
342
388
453
549
蒸气压((红磷, 沸点 431 °C))
压(Pa)
1
10
100
1 k
10 k
100 k
温(K)
455
489
529
576
635
704
原子性质 氧化态 5 , 4, 3, 2[2] , 1[3] , −1, −2, −3 (弱酸 性氧化物)电负性 2.19(鲍林标度) 电离能 第一:1011.8 kJ·mol−1 第二:1907 kJ·mol−1
第三:2914.1 kJ·mol−1
(更多 ) 范德华半径 180 pm 杂项 晶体结构 体心立方 磁序 (白,红,紫,黑) 抗磁性 [4] 热导率 (白磷) 0.236, (黑磷) 12.1 W·m−1 ·K−1 体积模量 (白磷) 5, (红磷) 11 GPa CAS号 7723-14-0 最稳定同位素 主条目:磷的同位素
把白磷溶于
二硫化碳 ,再把溶液洒在纸上。二硫化碳挥发后留下白磷,白磷在空气中自燃,令纸张烧焦
在有催化剂 存在的情况下,白磷、红磷和水经过几步反应生成H3 PO4 、H2 及很少量的H3 PO3 和PH3 :
在化学史 上第一个发现磷元素的人,当推十七世纪 的一个德国 汉堡 商人亨尼格·布兰德 (Henning Brand,约1630年~约1710年)。他是一个相信炼金术 的人,在三十年战争 时他担任初级军官,战争结束后成为玻璃工匠的学徒。后来他娶了一位有钱人的女儿。丰饶的嫁妆让他从此不愁吃穿,所以他开始追求他真正的兴趣,也就是寻找贤者之石 ,而当时的社会相信贤者之石要透过炼金术才能制成。当时社会相信,贤者之石可以把所有东西变成黄金,甚至可以让人长生不老。
然而,反复的实验失败终究还是花光了他的所有积蓄。更不幸的是他妻子也过世了。之后他又娶了另一位女人,这位后来娶的妻子不只带给他财富让他可以继续实验,也给他一个儿子可以在实验室帮他的忙。
由于他相信人体本身就是一种炼金术,因为从嘴巴吃进去的跟排泄出来的物质完全不一样。所以他使用尿作了大量实验。1669年,他在一次实验中,将砂 、木炭 、石灰 等和尿混合,加热蒸馏 ,虽没有得到黄金,而竟意外地得到一种十分美丽的物质,它色白 质软,能在黑暗的地方放出闪烁的亮光,于是波兰特给它取了个名字,叫“冷光”,这就是今日称之为白磷的物质。波兰特对制磷之法,起初极守秘密,不过,他发现这种新物质的消息立刻传遍了德国。[7]
德国化学家孔克尔 曾用尽种种方法想打听出这一秘密的制法,终于探知这种所谓发光的物质,是由尿里提取出来的,于是他也开始用尿做试验,经过苦心摸索,终于在1678年也告成功。他是把新鲜的尿蒸馏,待蒸到水分 快干时,取出黑色 残渣,放置在地窑里,使它腐烂,经过数日后,他将黑色残渣取出,与两倍于“尿渣”重的细砂混合。一起放置在曲颈瓶 中,加热蒸馏 ,瓶颈则接连盛水的收容器。起初用微火加热,继用大火干馏 ,及至尿中的挥发性物质完全蒸发后,磷就在收容器中凝结成为白色蜡状的固体 。后来,他为介绍磷,曾写过一本书,名叫《论奇异的磷质及其发光丸》。
在磷元素的发现上,英国 化学家罗伯特·波义耳 差不多与孔克尔同时,用与他相近的方法也制得了磷。波义耳的学生汉克维茨 (Codfrey Hanckwitz)曾用这种方法在英国制得较大量的磷,作为商品运到欧洲 其他国家 出售。他在1733年曾发表论文,介绍制磷的方法,不过说得十分含糊,以后,又有人从动物 骨质中发现了磷。
由于单质 磷在空气 中会自燃 或缓慢氧化而放热发光,因此磷的拉丁文 名称Phosphorum 来源于希腊文 Φωσφόρος 的拉丁化 ,原指“启明星 ”,意为“光亮”。
而在中文 里,磷的本字为粦,根据晋代《博物志 》记载,“战鬬死亡之处,有人马血,积中为粦,着地入艸木,如霜露不可见。有触者,着人体后有光,拂拭即散无数,又有吒声如鬻豆。舛者,人足也。言光行着人。”可见上部"米"字乃代表鬼火 之"炎"字转写,下部"舛"字则指人足部。
“磷”字本与“粦”无关,如司马相如 在作赋时将其与"嶙"、"粼"混用,指光亮。南朝 时期的字典《玉篇 》中记载为云母 之意。本作为鬼火 之源的"粦"后加石字偏旁以作为其元素性质之辨,指鬼火之源所含的元素。此与"磷"之原来诸义皆有所不同。
磷在地壳 中的含量为0.09%。磷不以单质 存在,通常在磷酸盐 中天然存在,尤其是磷灰石 。磷也存在于生物体当中,是原生质 的基本成分。
磷的现代制法是将磷酸钙与砂(主要成分为二氧化硅)及焦炭一起放在电炉中加热。为使反应式易于理解,可写成两步如下:
已发现磷的同位素 共有13种,包括磷27 至磷39 ,其中只有磷31 是稳定的,其他同位素 都带有放射性 。
磷可用于安全火柴 、烟花 、燃烧弹 和化肥 ,还可以保护金属表面免于腐蚀 。
磷是骨骼 和牙齿 的构成材料 之一。正常成年人骨中的含磷总量约为600~900克,人体每100毫升全血中含磷35-45毫克。磷能保持人体内代谢平衡,在调节能量代谢过程中发挥重要作用。它是生命物质 核苷酸 的基本成分。它参与体内的酸碱平衡 的调节,参与体内脂肪 的代谢。
磷缺乏可以出现低磷血症 ,引起红细胞 、白细胞 、血小板 的异常,软骨病 。磷过多将导致高磷血症 ,使血液 中血钙降低导致骨质疏松。
短时间内摄取一定分量的白磷单质,可造成急性白磷中毒 。