خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

فسفر سفید

مدل پوسته

دوره: 3 (M)
گروه اصلی: V
الکترون های بیرونی: 5

ایزوتوپ های عنصر

طرح سطح انرژی

خواص بیشتر

فسفر یکی از عناصر غیرفلزی است. در شرایط عادی، چهار تغییر فسفر وجود دارد. فسفر سفید کریستالی، به رنگ سفید مومی متمایل به زرد است و بوی نامطبوعی دارد. اصلاح جریان الکتریسیته را هدایت نمی کند. فسفر سفید در آب حل نمی شود. در تاریکی می درخشد. این فرآیند به عنوان نورتابی شیمیایی شناخته می شود. فسفر سفید ماده بسیار خطرناکی است زیرا در دمای 50 درجه سانتی گراد خود به خود مشتعل می شود و سپس به شدت می سوزد. فسفر بنفش (فسفر هیتدورف)، کریستال های قرمز رنگ با درخشش بنفش، می تواند از فسفر سفید با حرارت دادن طولانی مدت (تا چند هفته) تشکیل شود. فسفر سیاه کریستالی است و به آن فسفر فلزی نیز می گویند، زیرا ساختاری شبیه به شبکه فلزی دارد و درخششی مانند آهن دارد. علاوه بر این، فسفر سیاه رسانای الکتریکی است. این کریستال از حلقه‌های شش عضوی از اتم‌های فسفر تشکیل شده است که لایه‌های دوتایی را تشکیل می‌دهند، بنابراین ساختار آن شبیه گرافیت است. فسفر سیاه از فسفر سفید در اثر حرارت شدید و فشار زیاد به وجود می آید. فسفر قرمز کریستالی نیست بلکه بی شکل است، به این معنی که ساختار نامنظمی دارد. این اصلاح به صورت پودر است و از تعداد بی شماری اتم فسفر تشکیل شده است که به هم متصل شده اند. فسفر قرمز نیز از فسفر سفید با حرارت دادن به حدود 250 درجه سانتیگراد تولید می شود. به اندازه فسفر سفید خطرناک نیست، فقط در دمای 300 درجه سانتیگراد مشتعل می شود، اما می تواند با کلرات پتاسیم مخلوط هایی بسیار انفجاری ایجاد کند. فسفر در چند مرحله به شدت با اکسیژن اتمسفر واکنش می دهد. علاوه بر این، فسفر ترکیباتی را با هالوژن تشکیل می دهد. در دمای 600 درجه سانتیگراد، عنصر با آب واکنش می دهد.

کشف

در قرن هفدهم، بسیاری از کیمیاگران به دنبال «سنگ فیلسوفی» بودند که امکان تولید طلا را فراهم کند. در طول این جستجو، ساکن هامبورگ با HENNING BRAND 1669 در باقی مانده ادرار مواجه شد. “ادرار اولئوم” روی فسفر در آن زمان، تمام موادی که به خودی خود در تاریکی می درخشیدند، فسفر نامیده می شدند که از اصطلاحات یونانی گرفته شده بود. “فوس” (نور) و «فرو» (من می پوشم). در کنار هم، فسفر به معنای «من حامل نور هستم». با این حال، تا سال 1743 بود که AS MARGGRAF موفق به اثبات فسفر به عنوان یک عنصر شیمیایی شد، زمانی که او فسفر را با استفاده از اسید نیتریک به اسید فسفریک اکسید کرد. LAVOISIER سرانجام در سال 1772 ثابت کرد که اسید فسفریک حاوی اکسیژن و فسفر است.

وقوع/تولید

کسر جرمی در گوشته زمین 0.09٪ برای فسفر محاسبه شد. با این مقدار از نظر فراوانی در جایگاه دوازدهم قرار دارد. در طبیعت، فسفر هرگز به عنوان یک عنصر وجود ندارد، زیرا یک عنصر بسیار واکنش پذیر است. در عوض، فسفر در ترکیبات مختلفی وجود دارد، به عنوان مثال. فسفات های B. که عمدتاً در رسوبات دریایی یافت می شوند. ذخایر بزرگتر فسفات در ایالت های فلوریدا، کارولینای شمالی و یوتا، مونتانا در ایالات متحده آمریکا، و همچنین در الجزایر، مصر، پرو، در شبه جزیره کولا، در روسیه و در مراکش وجود دارد. کانی های حاوی فسفر عبارتند از آپاتیت (ترکیبی که علاوه بر فسفات، حاوی کلسیم، فلوراید، کلرید، یون های هیدروکسید و کربنات نیز می باشد)، فسفریت (ترکیبی شبیه آپاتیت بدون یون کربنات) و موجک (ترکیبی که در علاوه بر یون‌های فسفات، حاوی یون‌های آلومینیوم و هیدروکسید و همچنین آب تبلور است. ذخایر جهانی فسفر حدود 5.8 میلیارد تن برآورد شده است. شایان ذکر است که اهمیت فراوان ترکیبات فسفر برای موجودات زنده (بخشی از DNA و حامل انرژی ATP) است. کلسیم فسفات در استخوان ها و دندان ها نیز یافت می شود. در بدن یک انسان بالغ با میانگین وزن بدن 70 کیلوگرم حدود 700 گرم فسفر وجود دارد. بنابراین عنصر فسفر برای موجودات ضروری است. امروزه فسفر سفید به صورت صنعتی تولید می شود. برای انجام این کار، سنگ فسفات از آپاتیت معدنی استفاده می شود و با کربن (کک یا زغال چوب) در یک قوس الکتریکی در حدود 1400 درجه سانتی گراد احیا می شود. ابتدا پنتوکسید دی فسفر تشکیل می شود که سپس توسط کربن به فسفر تبدیل می شود. گرمای زیاد فسفر گازی تولید می کند که خارج می شود، خنک می شود و با تقطیر خالص می شود.

استفاده کنید

فسفر سفید به عنوان ماده اولیه برای تولید اسید فسفریک و فسفات ها (از جمله برای کودها) استفاده می شود. از فسفر قرمز در صنایع آتش‌زی استفاده می‌شود. شما می توانید آن را در آتش بازی پیدا کنید. فسفات ها به عنوان بازدارنده شعله در پلاستیک ها استفاده می شوند. فسفر در ساخت جعبه کبریت، جایی که در سطح قابل توجه موجود است، ضروری است. فسفر سفید به دلیل تمایل خود به خودسوزی، در بخش نظامی اهمیت پیدا کرد و شهرت ناخوشایندی به دست آورد. در جنگ جهانی دوم در بمب های آتش زا، مانند بمب هایی که در فوریه 1945 بر درسدن افتاد، استفاده شد.

• اتصالات مهم

• فسفات ها (کودهای مهم)
• کلرید فسفر (مواد اولیه برای آفت کش ها، استخراج کننده ها، نرم کننده ها و غیره)
• فسفیدها (محتوای برخی آلیاژها)
• اسید فسفریک (H3PO4 – اسید فنی مهم)
• گوانو (فضولات پرندگان – کود فسفر طبیعی)

ترکیبات آلی:

• استر اسید فسفریک، بلوک ساختمانی در اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA)، جزء آنزیم ها و حامل انرژی شیمیایی، به عنوان مثال. ب. ATP و ADP (آدنوزین تری و آدنوزین دی فسفات)

ساختمان

فسفر چندین تغییر ایجاد می کند و z است. ب در فسفر سفید به صورت چهار وجهی P4.