Fosforas (P), nemetalinis cheminis azoto grupės elementas (periodinės lentelės 15 grupė [Va]), kuris kambario temperatūroje yra bespalvis, pusiau permatomas, minkštas, vaško pavidalo kietas medžiaga, švytintis tamsoje.
Elemento savybės
| atominis skaičius | 15 |
|---|---|
| atominis svoris | 30.9738 |
| lydymosi temperatūra (balta) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| virimo temperatūra (balta) | 280 ° C (536 ° F) |
| tankis (baltas) | 1,82 g / cm 3 esant 20 ° C (68 ° F) |
| oksidacijos būsenos | −3, +3, +5 |
| elektronų konfigūracija | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Istorija
XII amžiaus arabų alchemikai galėjo atsitiktinai išskirti elementinį fosforą, tačiau įrašai neaiškūs. Atrodo, kad fosforą 1669 m. Atrado Hennikas Brandas - vokiečių prekybininkas, kurio pomėgis buvo alchemija. Prekės ženklas leido stovėti 50 kibirų šlapimo, kol jie apsikrėtė ir „užaugino kirminus“. Tada jis virino šlapimą iki pastos ir pašildė jį smėliu, taip distiliuodamas elementarinį fosforą iš mišinio. Brandas laiške Gottfriedui Wilhelmui Leibnizui pranešė apie savo atradimą, o vėliau šio elemento ir jo sugebėjimo švytėti tamsoje demonstravimas arba „fosforizmas“ sužadino visuomenės susidomėjimą. Tačiau fosforas išliko cheminis smalsumas maždaug po šimtmečio, kai jis pasirodė esąs kaulų komponentas. Kaulai virškinant azoto arba sieros rūgštimi, susidaro fosforo rūgštis, iš kurios fosforas galėtų būti distiliuotas kaitinant anglis. 1800 m. Pabaigoje Jamesas Burgessas Readmanas iš Edinburgo sukūrė elektrinės krosnies metodą elementui gaminti iš fosfato uolienų. Tai iš esmės yra metodas, naudojamas šiandien.
Atsiradimas ir pasiskirstymas
Fosforas yra labai plačiai paplitęs elementas - 12-asis gausiausias plutinėje ertmėje, kurio dalis sudaro apie 0,10 svorio procentų. Jo kosminė gausa yra maždaug vienas atomas 100 silicio atomų, tai yra standartas. Didelis jo cheminis reaktyvumas garantuoja, kad jis neatsiranda laisvoje būsenoje (išskyrus keletą meteoritų). Fosforas visada būna kaip fosfato jonas. Pagrindinės gamtoje sujungtos formos yra fosfato druskos. Nustatyta, kad fosforo yra apie 550 skirtingų mineralų, tačiau iš jų pagrindinis fosforo šaltinis yra apatitinės sekos, kuriose yra kalcio jonų kartu su fosfato jonais ir kintamais kiekiais fluoro, chlorido ar hidroksido jonų pagal formulę [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl, arba OH) 2]. Kiti svarbūs mineralai, turintys fosforo, yra bangelitas ir vivianitas. Paprastai tokie metalo atomai kaip magnis, manganas, stroncis ir švino pakaitalas kalciui minerale, ir silikatas, sulfatas, vanadatas ir panašūs anijonai pakeičia fosfato jonus. Labai dideli nuosėdiniai fluoroapatito indėliai yra daugelyje Žemės vietų. Kaulo ir danties emalio fosfatas yra hidroksiapatitas. (Dantų ėduonies mažinimo fluorinant principas priklauso nuo hidroksiapatito pavertimo kietesniu, atsparesniu ėduoniui fluoroapatitu.)
Pagrindinis komercinis šaltinis yra fosforitas arba fosfato uoliena, nešvari masės forma, turinti karbonatus turinčio apatito. Apskaičiuota, kad visos žemės plutos fosfato uolienos sudaro vidutiniškai 65 000 000 000 tonų, iš kurių Maroke ir Vakarų Sacharoje yra apie 80 procentų. Į šią sąmatą įtraukiamos tik tos rūdos, kuriose yra pakankamai fosfato, kad dabartiniais metodais būtų galima paversti naudingais produktais. Taip pat yra daugybė medžiagų, kurių fosforo kiekis yra mažesnis.
Vienintelis natūralus fosforo izotopas yra masės 31. Kiti izotopai nuo 24 iki 46 masės buvo susintetinti atliekant tinkamas branduolines reakcijas. Visos jos yra radioaktyvios, jų pusinės eliminacijos laikas yra gana trumpas. 32 masės izotopo pusinės eliminacijos laikas yra 14,268 dienos, ir jis pasirodė esąs ypač naudingas atsekamųjų medžiagų tyrimams, susijusiems su fosforo absorbcija ir judėjimu gyvuose organizmuose.
