Фосфор (P), неметален химически елемент от семейството на азот (група 15 [Va] на периодичната таблица), който при стайна температура е безцветно, полупрозрачно, меко, восъчно твърдо вещество, което свети в тъмнината.
Свойства на елемента
| атомно число | 15 |
|---|---|
| атомно тегло | 30.9738 |
| точка на топене (бяла) | 44.1 ° C (111.4 ° F) |
| точка на кипене (бяла) | 280 ° C (536 ° F) |
| плътност (бял) | 1,82 грама / cm 3 при 20 ° C (68 ° F) |
| окислителни състояния | −3, +3, +5 |
| конфигурация на електрон | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
история
Арабските алхимици от 12 век може да са отделили елементарен фосфор случайно, но записите са неясни. Изглежда, че фосфорът е открит през 1669 г. от Хениг Бранд, немски търговец, чието хоби е алхимия. Марка остави 50 кофи урина да престоят, докато не се гнойят и „размножат червеи“. След това свари урината до паста и я нагрее с пясък, като по този начин дестилира елементарен фосфор от сместа. Бранд съобщава за откритието си в писмо до Готфрид Вилхелм Лайбниц и след това демонстрации на този елемент и неговата способност да свети в тъмнината или „фосфоресциране” предизвика възбуден обществен интерес. Фосфорът обаче остана химическо любопитство до около век по-късно, когато се оказа, че е компонент на костите. Разграждането на костите с азотна или сярна киселина образува фосфорна киселина, от която фосфорът може да се дестилира чрез нагряване с въглен. В края на 1800 г. Джеймс Бърджис Ридман от Единбург разработва метод на електрическа пещ за производство на елемента от фосфатна скала, който по същество е методът, използван днес.
Възникване и разпространение
Фосфорът е много широко разпространен елемент - 12-ият най-богат на кора Земна, към която той допринася около 0,10 тегловни процента. Космическото му изобилие е около един атом на 100 атома силиций, стандартът. Високата му химична реактивност гарантира, че тя не се проявява в свободно състояние (освен в няколко метеорита). Фосфорът винаги се среща като фосфатен йон. Основните комбинирани форми в природата са фосфатните соли. Установено е, че около 550 различни минерали съдържат фосфор, но от тях основният източник на фосфор е серията апатит, в която съществуват калциеви йони, заедно с фосфатни йони и променливи количества флуоридни, хлоридни или хидроксидни йони, съгласно формулата [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl или OH) 2]. Други важни минерали, съдържащи фосфор, са вълнолит и вивианит. Обикновено такива метални атоми като магнезий, манган, стронций и оловен заместител на калция в минерала и силикатите, сулфата, ванадата и подобни аниони заместват фосфатните йони. Много големи утаечни отлагания на флуороапатит са открити в много части на Земята. Фосфатът на костния и зъбния емайл е хидроксиапатит. (Принципът за намаляване на зъбния кариес чрез флуориране зависи от превръщането на хидроксиапатит в по-твърд, по-устойчив на гниене флуороапатит.)
Основният търговски източник е фосфорит или фосфатна скала, нечиста масивна форма на карбонат-носещ апатит. Прогнозите за общата фосфатна скала в земната кора са средно около 65 000 000 000 тона, от които Мароко и Западна Сахара съдържат около 80 процента. Тази оценка включва само руда, която е достатъчно богата на фосфат за превръщане в полезни продукти по настоящите методи. Съществуват и големи количества материал с по-ниско съдържание на фосфор.
Единственият естествено срещащ се изотоп на фосфор е този с маса 31. Останалите изотопи от маса 24 до маса 46 са синтезирани чрез подходящи ядрени реакции. Всички те са радиоактивни със сравнително кратък полуживот. Изотопът с маса 32 има период на полуразпад 14,268 дни и се оказа изключително полезен в проследяващи изследвания, включващи абсорбцията и движението на фосфор в живите организми.
