磷
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元素名稱：磷
原子序數(shù):15 ,第三周期,第15族(VA 氮族)
元素符號:P
元素原子量：30.97
晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為簡單立方晶胞。
原子體積:(立方厘米/摩爾) 17.0立方厘米/摩爾
元素在太陽中的含量:7 ppm
元素在海水中的含量: 0.0015ppm
地殼中含量：1000ppm
密度、硬度：白磷： 1823 kg/立方米，NA
紅磷： 2340 kg/立方米，NA
黑磷： 2670 kg/立方米，NA
顏色、外表：無色、紅色、銀白色
目錄 |
原子結(jié)構(gòu)
原子體積/cm3/mol: 17 共價半徑：106pm 價電子排布：[氖]3s23p3 電子在每能級的排布：2，8，5
原子量：30.973762g/mol 原子半徑：100/98 pm 范得華半徑：180 pm 晶體結(jié)構(gòu)：單斜晶體
電子構(gòu)型: 1s2 2s2p6 3s2p3 離子半徑: 0.38 氧化態(tài): ±3,5,4
白磷是分子晶體，立方晶系，分子間靠范德華力結(jié)合，分子式P4，4個磷原子位于四面體的四個頂點。
紅磷的結(jié)構(gòu)目前還不十分清楚，有人認為紅磷是鏈狀結(jié)構(gòu)。
發(fā)現(xiàn)
1669 在德國,漢堡, 由 Hennig Brandt 發(fā)現(xiàn)。
來源
以磷酸鹽礦存在于自然界。
用途
用于制造磷肥、火柴、煙火、殺蟲劑、牙膏和除垢劑。
氧化態(tài)：
Main P+5
Other P-3, P-2, P0, P+2, P+3
化學(xué)鍵能： (kJ /mol)
P-H 328
P-O 360
P=O 585
P-F 490
P-Cl 319
P-P 198
熱導(dǎo)率: W/(m.K)
(white) 0.236
晶胞參數(shù)：
a = 1145 pm
b = 550.3 pm
c = 1126.1 pm
α = 71.840°
β = 90.370°
γ = 71.560°
電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 1011.7
M+ - M2+ 1903.2
M2+ - M3+ 2912
M3+ - M4+ 4956
M4+ - M5+ 6273
M5+ - M6+ 21268
M6+ - M7+ 25397
M7+ - M8+ 29854
M8+ - M9+ 35867
M9+ - M10+ 40958
磷的同位素:
已發(fā)現(xiàn)的共有13種
包括從磷27到磷39
其中只有磷31最為穩(wěn)定
其它同位素都具有放射性
磷的同素異形體:
黑磷（金屬磷）
化學(xué)結(jié)構(gòu)類似石墨，因此可導(dǎo)電。
化學(xué)式一般寫為P。
深黑色粉末
白磷（黃磷）
化學(xué)式：P4
淡黃蠟似半透明可結(jié)晶的固體，于黑暗中能發(fā)光。有特臭，劇毒。比重1.83，熔點44.4，沸點287度。
紅磷（赤磷）
化學(xué)結(jié)構(gòu)為巨型共價分子。
化學(xué)式一般寫為P。
鮮紅色粉末，無毒，比重2.296，熔點725度，是黃磷于壓力下稀有氣體中加熱8-10日而成
紫磷
化學(xué)結(jié)構(gòu)為層狀，但與黑磷不同。
化學(xué)式一般寫為P。
名稱的由來
由于單質(zhì)磷在空氣中會自燃而發(fā)光，因此在英語中，磷來源于希臘語中的Phosphoros，原指“啟明星”，意為“光亮”。而在中文里，磷的本義是薄石
元素描述
單質(zhì)磷有幾種同素異形體。其中，白磷或黃磷是無色或淡黃色的透明結(jié)晶固體。密度1.82克/立方厘米。熔點44.1℃，沸點280℃，著火點是40℃。放于暗處有磷光發(fā)出。有惡臭。劇毒。白磷幾乎不溶于水，易溶解與二硫化碳溶劑中．在高壓下加熱會變?yōu)楹诹祝涿芏?.70克/厘米3，略顯金屬性。電離能為10.486電子伏特。不溶于普通溶劑中。白磷經(jīng)放置或在400℃密閉加熱數(shù)小時可轉(zhuǎn)化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末，無毒，密度2.34克/厘米3，熔點59℃(在43atm下，熔點是590℃，常壓一應(yīng)該很快升華了，升華溫度416℃)，沸點200℃，著火點240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸鹽的形式存在，是生命體的重要元素。存在于細胞、蛋白質(zhì)、骨骼和牙齒中。在含磷化合物中，磷原子通過氧原子而和別的原子或基團相聯(lián)結(jié)。
元素來源：
單質(zhì)磷是由磷酸鈣、石英砂和碳粉的混合物在電弧爐中熔燒或蒸餾尿而制得。
元素用途：
白磷用于制造磷酸、燃燒彈和煙霧彈。紅磷用于制造農(nóng)藥和安全火柴。
元素輔助資料：
磷的發(fā)現(xiàn)
在化學(xué)史上第一個發(fā)現(xiàn)磷元素的人，當(dāng)推十七世紀的一個德國漢堡商人波蘭特（Henning.Brand，約1630年~ 約1710 年）。他是一個相信煉金術(shù)的人，由于他曾聽傳說從尿里可以制得“金屬之王”黃金，于是抱著圖謀發(fā)財?shù)哪康模阌媚蜃髁舜罅繉嶒灐?669年，他在一次實驗中，將砂、木炭、石灰等和尿混合，加熱蒸餾，雖沒有得到黃金，而竟意外地得到一種十分麗的物質(zhì)，它色白質(zhì)軟，能在黑暗的地方放出閃爍的亮光，于是波蘭特給它取了個名字，叫“冷光”，這就是今日稱之為白磷的物質(zhì)。波蘭特對制磷之法，起初極守秘密，不過，他發(fā)現(xiàn)這種新物質(zhì)的消息立刻傳遍了德國。
德國化學(xué)家孔克爾曾用盡種種方法想打聽出這一秘密的制法，終于探知這種所謂發(fā)光的物質(zhì)，是由尿里提取出來的，于是他也開始用尿做試驗，經(jīng)過苦心摸索，終于在1678年也告成功。他是把新鮮的尿蒸餾，待蒸到水分快干時，取出黑色殘渣，放置在地窯里，使它腐爛，經(jīng)過數(shù)日后，他將黑色殘渣取出，與兩倍于“尿渣”重的細砂混合。一起放置在曲頸瓶中，加熱蒸餾，瓶頸則接連盛水的收容器。起初用微火加熱，繼用大火干餾，及至尿中的揮發(fā)性物質(zhì)完全蒸發(fā)后，磷就在收容器中凝結(jié)成為白色蠟狀的固體。后來，他為介紹磷，曾寫過一本書，名叫《論奇異的磷質(zhì)及其發(fā)光丸》。
在磷元素的發(fā)現(xiàn)上，英國化學(xué)家羅伯特.波義耳差不多與孔克爾同時，用與他相近的方法也制得了磷。波義耳的學(xué)生漢克維茨（Codfrey.Hanckwitz）曾用這種方法在英國制得較大量的磷，作為商品運到歐洲其他國家出售。他在1733 年曾發(fā)表論文，介紹制磷的方法，不過說得十分含糊，以后，又有人從動物骨質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了磷。
磷廣泛存在于動植物體中，因而它最初從人和動物的尿以及骨骼中取得。這和古代人們從礦物中取得的那些金屬元素不同，它是第一個從有機體中取得的元素。最初發(fā)現(xiàn)時取得的是白磷，是白色半透明晶體，在空氣中緩慢氧化，產(chǎn)生的能量以光的形式放出，因此在暗處發(fā)光。當(dāng)白磷在空氣中氧化到表面積聚的能量使溫度達到40℃時，便達到磷的燃點而自燃。所以白磷曾在19世紀早期被用于火柴的制作中，但由于當(dāng)時白磷的產(chǎn)量很少而且白磷有劇毒，使用白磷制成的火柴極易著火，效果倒是很好，可是不安全，而且常常會發(fā)生自燃，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奧地利化學(xué)家施勒特爾發(fā)現(xiàn)了紅磷，確定白磷和紅磷是同素異形體。由于紅磷無毒，在240℃左右著火，受熱后能轉(zhuǎn)變成白磷而燃燒，于是紅磷成為制造火柴的原料，一直沿用至今。
是拉瓦錫首先把磷列入化學(xué)元素的行列。他燃燒了磷和其他物質(zhì)，確定了空氣的組成成分。磷的發(fā)現(xiàn)促進了人們對空氣的認識。
磷的拉丁名稱phosphorum有希臘文phos（光）和phero（攜帶）組成，也就是“發(fā)光物”的意思，元素符號是P。
另外，我們常說的的“鬼火”是P2H4氣體在空氣中自動燃燒的現(xiàn)象。
磷,原子序數(shù)15,原子量30.973762,元素名來自希臘文，原意是“發(fā)光物”。1669年德國科學(xué)家布蘭德從尿中制得。磷在地殼中的含量為0.118%。自然界中含磷的礦物有磷酸鈣、磷輝石等，磷還存在于細胞、蛋白質(zhì)、骨骼中。天然的磷有一種穩(wěn)定同位素：磷31。
磷有白磷、紅磷、黑磷三種同素異構(gòu)體。白磷又叫黃磷為白色至黃色蠟性固體，熔點44.1°C，沸點280°C，密度1.82克/厘米3。白磷活性很高，必須儲存在水里，人吸入0.1克白磷就會中毒死亡。白磷在沒有空氣的條件下，加熱到260°C或在光照下就會轉(zhuǎn)變成紅磷，而紅磷在加熱到416°C變成蒸汽之后冷凝就會變成白磷。紅磷無毒，加熱到240°C以上才著火。在高壓下，白磷可轉(zhuǎn)變?yōu)楹诹祝哂袑訝罹W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能導(dǎo)電，是磷的同素異形體中最穩(wěn)定的。
如果氧氣不足，在潮濕情況下，白磷氧化很慢，并伴隨有磷光現(xiàn)象。白磷可溶于熱的濃堿溶液，生成磷化氫和次磷酸二氫鹽；干燥的氯氣與過量的磷反應(yīng)生成三氯化磷，過量的氯氣與磷反應(yīng)生成五氯化磷。磷在充足的空氣中燃燒可生成五氧化二磷，如果空氣不足則生成三氧化二磷。
約三分的磷用于磷肥。磷還用于制造磷酸、煙火、燃燒彈、殺蟲劑等。三聚磷酸鹽用于合成洗滌
劑。
磷的簡介
磷在生物圈內(nèi)的分布很廣泛，地殼含量豐富列前10位，在海水中濃度屬第2類。廣泛存在于動、植物組織中，也是人體含量較多的元素之一，稍次于鈣排列為第六位。約占人體重的1%，成人體內(nèi)約含有600-900g的磷。體內(nèi)磷的85.7%集中于骨和牙，其余散在分布于全身各組織及體液中，其中一半存在于肌肉組織。它不但構(gòu)成人體成分，且參與生命活動中非常重要的代謝過程，是機體很重要的一種元素。
食物來源
磷在食物中分布很廣，無論動物性食物或食物性食物，在其細胞中，都含有豐富的磷，動物的乳汁中也含有磷，所以磷是與蛋白質(zhì)并存的，瘦肉、蛋、奶、動物的肝、腎含量都很高，海帶、紫菜、芝麻醬、花生、干豆類、堅果粗糧含磷也較豐富。但糧谷中的磷為植酸磷，不經(jīng)過加工處理，吸收利用率低。
代謝吸收
磷的吸收部位在小腸，其中以十二指腸及空腸部位吸收最快，回腸較差。磷的吸收分為通過載體需能的主動吸收和擴散被動吸收兩種機制。磷的代謝過程與鈣相似，體內(nèi)的磷平衡取決于體內(nèi)和體外環(huán)境之間磷的交換。磷的主要排泄途徑是經(jīng)腎臟。未經(jīng)腸道吸收的磷從糞便排出，這部分均約占機體每日磷量的30%，其余70%經(jīng)由腎以可溶性磷酸鹽形式排出，少量也可由汗液排出。
生理功能
1.構(gòu)成骨骼和牙齒。
2.磷酸組成生命的重要物質(zhì)，促進成長及身體組織器官的修復(fù)。
3.參與代謝過程，協(xié)助脂肪和淀粉的代謝，供給能量與活力。
4.參與酸堿平衡的調(diào)節(jié)。
需要人群
甲狀腺功能亢進的人需要補充磷質(zhì)。
生理需要
成人適宜攝入量為700mg/d。
過量表現(xiàn)
骨質(zhì)疏松易碎、牙齒蛀蝕、各種鈣缺乏癥狀日益明顯、精神不振甚至崩潰，破壞其他礦物質(zhì)平衡。高磷血癥。
缺乏癥
1.磷質(zhì)缺乏會導(dǎo)致佝僂病和牙齦溢膿等疾患。
攝取提示
因為人類食物中含有豐富的磷，故人類營養(yǎng)性的磷缺乏很少見，中國人不缺乏，已經(jīng)過量并干擾鈣的吸收。
物理性質(zhì)
狀態(tài)：軟的白色蠟狀固體，棕紅色粉末或黑色固體。 熔 點(℃): 44.3 沸 點(℃): 280 密度(g/cc，300K): 1.82
比 熱/J/gK : 0.77 蒸發(fā)熱/KJ/mol : 12.129 熔化熱/KJ/mol: 0.657
導(dǎo)電率／106/cm : 1.0E-17 導(dǎo)熱系數(shù)／W/cmK: 0.00235
地質(zhì)數(shù)據(jù)
豐 度 滯留時間/年: 100000
太陽(相對于 H=1×1012): 3.16 × 105 海水中/p.p.m.
地殼/p.p.m.: 1000 大西洋表面: 0.0015 太平洋表面: 0.0015
大西洋深處: 0.042 太平洋深處: 0.084
生物數(shù)據(jù)
人體中含量 肝/p.p.m.: 3 - 8.5
器官中: 肌肉/p.p.m.: 3000 - 8500
血/mg dm-3 : 345 日攝入量/mg: 900 - 19000
骨/p.p.m.: 67000 - 71000 人(70Kg)均體內(nèi)總量/g: 780
磷對植物的影響
磷肥能夠促進番茄花芽分化，提早開花結(jié)果，促進幼苗根系生長和改善果實品質(zhì)。缺磷時，幼芽和根系生長緩慢，植株矮小，葉色暗綠，無光澤，背面紫色。
番茄對磷的吸收以植株生長前期為高，在第一穗果實長到核桃大小時，植株吸磷量約占全生育期90%。所以，番茄苗期不能缺磷，以免影響花芽分化。番茄吸收磷肥的能力較弱，尤其在低溫下的吸收率較低。磷肥一般作基肥，也可用0.5%磷酸二氫鉀溶液作葉面噴施，進行根外追肥。鉀在植物體內(nèi)促進氨基酸，蛋白質(zhì)和碳水化合物的合成和運輸，對延遲植株衰老，延長結(jié)果期，增加后期產(chǎn)量有良好的作用。
軍事用途
白磷是一種無色或者淺黃色、半透明蠟狀物質(zhì)，具有強烈的刺激性，其氣味類似于大蒜，燃點極低，一旦與氧氣接觸就會燃燒，發(fā)出黃色火焰的同時散發(fā)出濃烈的煙霧。可以用來燃燒普通燃燒材料難以燃燒的物質(zhì)，其特點為能夠在狹小或空氣密度不大的空間充分燃燒，一般燃燒的溫度可以達到1000度以上，足以在有效的范圍內(nèi)將所有生物體消滅。
白磷彈的危害性非常大，它碰到物體后不斷地燃燒，直到熄滅，因此，當(dāng)它接觸到人的身體后，肉皮會被穿透，然后再深入到骨頭。
白磷燃燒彈即應(yīng)用此性質(zhì)，是非常厲害的燃燒彈，沾到皮膚上的話很難及時去除，燃燒溫度又高，可以一直燒到骨頭，同時產(chǎn)生的煙霧對眼鼻刺激極大。最初美國人用它對付在太平洋諸島工事里的日本人，非常有效。技術(shù)含量不大，現(xiàn)在各國軍隊基本都有。
白磷彈基本結(jié)構(gòu)，就是在彈體內(nèi)充填磷藥，遇空氣即開始自燃直到消耗完為止。完整的白磷彈由彈底、炮彈底塞、塑料墊圈、起爆藥、起爆藥室、黃磷發(fā)煙罐、鋁質(zhì)隔片、彈體、銷針、限位器、保險與解除保險裝置、延期雷管、拋射藥和機械時間瞬發(fā)引信組成。
例如：MK.77白磷炮彈是一種攻擊型燃燒武器，功能與噴火器相似，彈體內(nèi)含有大量粘稠劑，能粘在人體和裝備上燃燒，通常用于打擊裸露或易燃目標，殺傷效果極佳，曾被1980年通過的《聯(lián)合國常規(guī)武器公約》列為違禁武器，不允許對平民或在平民區(qū)使用。盡管美國沒有簽署該公約，似乎可不受其制約，但作為一項被80多個國家所接受的國際性公約，其普遍性和合法性已毋容置疑，而美國作為國際社會的一員，理應(yīng)自覺遵守，否則就會引起國際公憤，陷己于孤立境地。
白磷炮彈主要用作燃燒彈某些情況下也可代替照明彈,二戰(zhàn)末期各國陸軍就開始使用了,美軍似乎是放在化學(xué)迫擊炮連內(nèi).
煙幕彈中裝有白磷，當(dāng)其引爆后，白磷會在空氣中迅速燃燒：4P+5O2 === ( 點燃 ) 2P2O5生成物P2O5. 后與空氣中的水分以生化學(xué)反應(yīng)：P2O5+H2O====2HPO3（偏磷酸），P2O5+3H2O===2H2PO4（磷酸），這些酸液微滴與一部分未發(fā)生反應(yīng)的白色小顆粒狀P2O5懸浮在空氣中便形成了煙霧。
處白磷燃燒彈作用范圍，最有效方法是全身浸入水中隔絕空氣，降低溫度。對于傷處，應(yīng)立即進行外科處理（將傷處切除）。
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