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元素名称:磷

原子序数:15 ,第三周期,第15族(VA 氮族)

元素符号:P

元素原子量:30.97

晶体结构:晶胞为简单立方晶胞。

Bknux.jpg

原子体积:(立方厘米/摩尔) 17.0立方厘米/摩尔

元素在太阳中的含量:7 ppm

元素在海水中的含量: 0.0015ppm

地壳中含量:1000ppm

密度、硬度:白磷: 1823 kg/立方米,NA

红磷: 2340 kg/立方米,NA

黑磷: 2670 kg/立方米,NA

颜色、外表:无色、红色、银白色  

目录

原子结构

原子体积/cm3/mol: 17 共价半径:106pm 价电子排布:[氖]3s23p3 电子在每能级的排布:2,8,5

原子量:30.973762g/mol 原子半径:100/98 pm 范得华半径:180 pm 晶体结构:单斜晶体

电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p3 离子半径: 0.38 氧化态: ±3,5,4

白磷是分子晶体,立方晶系,分子间靠范德华力结合,分子式P4,4个磷原子位于四面体的四个顶点。

红磷的结构目前还不十分清楚,有人认为红磷是链状结构。

发现

1669 在德国,汉堡, 由 Hennig Brandt 发现。

来源

磷酸盐矿存在于自然界。

用途

用于制造磷肥、火柴、烟火、杀虫剂、牙膏和除垢剂。

氧化态:

Main P+5

Other P-3, P-2, P0, P+2, P+3

化学键能: (kJ /mol)

P-H 328

P-O 360

P=O 585

P-F 490

P-Cl 319

P-P 198

热导率: W/(m.K)

(white) 0.236

晶胞参数:

白磷的燃烧需要氧气支持

a = 1145 pm

b = 550.3 pm

c = 1126.1 pm

α = 71.840°

β = 90.370°

γ = 71.560°

电离能 (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:

红磷阻燃母粒

已发现的共有13种

包括从磷27到磷39

其中只有磷31最为稳定

其它同位素都具有放射性

磷的同素异形体:

黑磷(金属磷)

化学结构类似石墨,因此可导电。

化学式一般写为P。

深黑色粉末

白磷(黄磷)

化学式:P4

淡黄蜡似半透明可结晶的固体,于黑暗中能发光。有特臭,剧毒。比重1.83,熔点44.4,沸点287度。

红磷(赤磷)

化学结构为巨型共价分子。

化学式一般写为P。

鲜红色粉末,无毒,比重2.296,熔点725度,是黄磷于压力下稀有气体中加热8-10日而成

紫磷

化学结构为层状,但与黑磷不同。

化学式一般写为P。  

名称的由来

由于单质磷在空气中会自燃而发光,因此在英语中,磷来源于希腊语中的Phosphoros,原指“启明星”,意为“光亮”。而在中文里,磷的本义是薄石  

元素描述

白磷和红磷

单质磷有几种同素异形体。其中,白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82克/立方厘米。熔点44.1℃,沸点280℃,着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水,易溶解与二硫化碳溶剂中.在高压下加热会变为黑磷,其密度2.70克/厘米3,略显金属性。电离能为10.486电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末,无毒,密度2.34克/厘米3,熔点59℃(在43atm下,熔点是590℃,常压一应该很快升华了,升华温度416℃),沸点200℃,着火点240℃。不溶于水。在自然界中,磷以磷酸盐的形式存在,是生命体的重要元素。存在于细胞蛋白质骨骼和牙齿中。在含磷化合物中,磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。

元素来源:

单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧或蒸馏尿而制得。

元素用途:

白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。

元素辅助资料:  

磷的发现

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波兰特(Henning.Brand,约1630年~ 约1710 年)。他是一个相信炼金术的人,由于他曾听传说从尿里可以制得“金属之王”黄金,于是抱着图谋发财的目的,便用尿作了大量实验。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。

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》。

胶囊包覆红磷阻燃剂

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。

磷广泛存在于动植物体中,因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同,它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷,是白色半透明晶体,在空气中缓慢氧化,产生的能量以光的形式放出,因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时,便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中,但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒,使用白磷制成的火柴极易着火,效果倒是很好,可是不安全,而且常常会发生自燃,所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年,奥地利化学家施勒特尔发现了红磷,确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒,在240℃左右着火,受热后能转变成白磷而燃烧,于是红磷成为制造火柴的原料,一直沿用至今。

是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质,确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。

磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos(光)和phero(携带)组成,也就是“发光物”的意思,元素符号是P。

另外,我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象。

磷,原子序数15,原子量30.973762,元素名来自希腊文,原意是“发光物”。1669年德国科学家布兰德从尿中制得。磷在地壳中的含量为0.118%。自然界中含磷的矿物有磷酸钙、磷辉石等,磷还存在于细胞、蛋白质、骨骼中。天然的磷有一种稳定同位素:磷31。

磷有白磷、红磷、黑磷三种同素异构体。白磷又叫黄磷为白色至黄色蜡性固体,熔点44.1°C,沸点280°C,密度1.82克/厘米³。白磷活性很高,必须储存在水里,人吸入0.1克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下,加热到260°C或在光照下就会转变成红磷,而红磷在加热到416°C变成蒸汽之后冷凝就会变成白磷。红磷无毒,加热到240°C以上才着火。在高压下,白磷可转变为黑磷,它具有层状网络结构,能导电,是磷的同素异形体中最稳定的。

夜间的磷火

如果氧气不足,在潮湿情况下,白磷氧化很慢,并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液,生成磷化氢和次磷酸二氢盐;干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷,过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷,如果空气不足则生成三氧化二磷。

约三分的磷用于磷肥。磷还用于制造磷酸、烟火、燃烧弹、杀虫剂等。三聚磷酸盐用于合成洗涤

剂。  

磷的简介

磷在生物圈内的分布很广泛,地壳含量丰富列前10位,在海水中浓度属第2类。广泛存在于动、植物组织中,也是人体含量较多的元素之一,稍次于钙排列为第六位。约占人体重的1%,成人体内约含有600-900g的磷。体内磷的85.7%集中于骨和牙,其余散在分布于全身各组织及体液中,其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分,且参与生命活动中非常重要的代谢过程,是机体很重要的一种元素。  

食物来源

磷在食物中分布很广,无论动物性食物或食物性食物,在其细胞中,都含有丰富的磷,动物的乳汁中也含有磷,所以磷是与蛋白质并存的,瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高,海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。但粮谷中的磷为植酸磷,不经过加工处理,吸收利用率低。

代谢吸收

磷火玩手技杂耍图片

磷的吸收部位在小肠,其中以十二指肠空肠部位吸收最快,回肠较差。磷的吸收分为通过载体需能的主动吸收和扩散被动吸收两种机制。磷的代谢过程与钙相似,体内的磷平衡取决于体内和体外环境之间磷的交换。磷的主要排泄途径是经肾脏。未经肠道吸收的磷从粪便排出,这部分均约占机体每日磷量的30%,其余70%经由肾以可溶性磷酸盐形式排出,少量也可由汗液排出。  

生理功能

1.构成骨骼和牙齿。

2.磷酸组成生命的重要物质,促进成长及身体组织器官的修复。

3.参与代谢过程,协助脂肪和淀粉的代谢,供给能量与活力。

4.参与酸碱平衡的调节。  

需要人群

甲状腺功能亢进的人需要补充磷质。  

生理需要

成人适宜摄入量为700mg/d。  

过量表现

骨质疏松易碎、牙齿蛀蚀、各种钙缺乏症状日益明显、精神不振甚至崩溃,破坏其他矿物质平衡。高磷血症。  

缺乏症

1.磷质缺乏会导致佝偻病牙龈溢脓等疾患。

2.缺磷会使人虚弱,全身疲劳肌肉酸痛食欲不振。  

摄取提示

因为人类食物中含有丰富的磷,故人类营养性的磷缺乏很少见,中国人不缺乏,已经过量并干扰钙的吸收。  

物理性质

状态:软的白色蜡状固体,棕红色粉末或黑色固体。 熔 点(℃): 44.3 沸 点(℃): 280 密度(g/cc,300K): 1.82

比 热/J/gK : 0.77 蒸发热/KJ/mol : 12.129 熔化热/KJ/mol: 0.657

导电率/106/cm : 1.0E-17 导热系数/W/cmK: 0.00235

地质数据

丰 度 滞留时间/年: 100000

太阳(相对于 H=1×1012): 3.16 × 105 海水中/p.p.m.

地壳/p.p.m.: 1000 大西洋表面: 0.0015 太平洋表面: 0.0015

大西洋深处: 0.042 太平洋深处: 0.084

生物数据

人体中含量 肝/p.p.m.: 3 - 8.5

器官中: 肌肉/p.p.m.: 3000 - 8500

血/mg dm-3 : 345 日摄入量/mg: 900 - 19000

骨/p.p.m.: 67000 - 71000 人(70Kg)均体内总量/g: 780  

磷对植物的影响

磷肥能够促进番茄花芽分化,提早开花结果,促进幼苗根系生长和改善果实品质。缺磷时,幼芽和根系生长缓慢,植株矮小,叶色暗绿,无光泽,背面紫色。

番茄对磷的吸收以植株生长前期为高,在第一穗果实长到核桃大小时,植株吸磷量约占全生育期90%。所以,番茄苗期不能缺磷,以免影响花芽分化。番茄吸收磷肥的能力较弱,尤其在低温下的吸收率较低。磷肥一般作基肥,也可用0.5%磷酸二氢钾溶液作叶面喷施,进行根外追肥。钾在植物体内促进氨基酸,蛋白质和碳水化合物的合成和运输,对延迟植株衰老,延长结果期,增加后期产量有良好的作用。  

军事用途

白磷是一种无色或者浅黄色、半透明蜡状物质,具有强烈的刺激性,其气味类似于大蒜,燃点极低,一旦与氧气接触就会燃烧,发出黄色火焰的同时散发出浓烈的烟雾。可以用来燃烧普通燃烧材料难以燃烧的物质,其特点为能够在狭小或空气密度不大的空间充分燃烧,一般燃烧的温度可以达到1000度以上,足以在有效的范围内将所有生物体消灭。

白磷弹

白磷弹的危害性非常大,它碰到物体后不断地燃烧,直到熄灭,因此,当它接触到人的身体后,肉皮会被穿透,然后再深入到骨头。

白磷燃烧弹即应用此性质,是非常厉害的燃烧弹,沾到皮肤上的话很难及时去除,燃烧温度又高,可以一直烧到骨头,同时产生的烟雾对眼鼻刺激极大。最初美国人用它对付在太平洋诸岛工事里的日本人,非常有效。技术含量不大,现在各国军队基本都有。

白磷弹基本结构,就是在弹体内充填磷药,遇空气即开始自燃直到消耗完为止。完整的白磷弹由弹底、炮弹底塞、塑料垫圈、起爆药、起爆药室、黄磷发烟罐、铝质隔片、弹体、销针、限位器、保险与解除保险装置、延期雷管、抛射药和机械时间瞬发引信组成。

例如:MK.77白磷炮弹是一种攻击型燃烧武器,功能与喷火器相似,弹体内含有大量粘稠剂,能粘在人体和装备上燃烧,通常用于打击裸露或易燃目标,杀伤效果极佳,曾被1980年通过的《联合国常规武器公约》列为违禁武器,不允许对平民或在平民区使用。尽管美国没有签署该公约,似乎可不受其制约,但作为一项被80多个国家所接受的国际性公约,其普遍性和合法性已毋容置疑,而美国作为国际社会的一员,理应自觉遵守,否则就会引起国际公愤,陷己于孤立境地。

白磷炮弹主要用作燃烧弹某些情况下也可代替照明弹,二战末期各国陆军就开始使用了,美军似乎是放在化学迫击炮连内.

烟幕弹中装有白磷,当其引爆后,白磷会在空气中迅速燃烧:4P+5O2 === ( 点燃 ) 2P2O5生成物P2O5. 后与空气中的水分以生化学反应:P2O5+H2O====2HPO3(偏磷酸),P2O5+3H2O===2H2PO4(磷酸),这些酸液微滴与一部分未发生反应的白色小颗粒状P2O5悬浮在空气中便形成了烟雾。

处白磷燃烧弹作用范围,最有效方法是全身浸入水中隔绝空气,降低温度。对于伤处,应立即进行外科处理(将伤处切除)。

爆炸后的白磷弹

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