磷元素

磷元素

磷,原子序數15,原子量30.973762, 磷有白磷、紅磷、黑磷三種同素異構體。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,必須儲存在水裡,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250°C或在光照下就會轉變成紅磷。紅磷無毒,加熱到400°C以上才著火。在高壓下,白磷可轉變為黑磷,它具有層狀網路結構,能導電,是磷的同素異形體中最穩定的。

基本介紹

  • 中文名:磷
  • 英文名:phosphorus
  • 別稱:紅磷,白磷,黃磷
  • 化學式:P
  • 分子量:30.97
  • 熔點:44.1°C
  • 沸點:280°C
  • 水溶性:不溶
  • 密度:1.82克/立方厘米
概括,磷的同位素,元素描述,磷與鬼火,磷的簡介,磷的發現,食物來源,代謝吸收,生理功能,生理需要,物理性質,

概括

如果氧氣不足,在潮濕情況下,白磷氧化很慢,並伴隨有磷光現象。白磷可溶於熱的濃鹼溶液,生成磷化氫和次磷酸二氫鹽;乾燥的氯氣與過量的磷反應生成三氯化磷,過量的氯氣與磷反應生成五氯化磷。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
約三分之二的磷用於磷肥。磷還用於製造磷酸、煙火、燃燒彈、殺蟲劑等。三聚磷酸鹽用於合成洗滌劑。
元素名稱:磷 (P)
原子序數:15,第三周期,第15族(VA 氮族) 原子核外電子排布式:1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
元素符號:P
元素原子量:30.97
原子體積:(立方厘米/摩爾)
⒘0
元素在太陽中的含量:(ppm)
7
元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.0015
地殼中含量:(ppm)
1000
原子半徑/Å: 1.23 原子體積/cm3/mol: 17 共價半徑/Å: 1.06
電子構型: 1s2 2s2p6 3s2p3 離子半徑/Å: 0.38 氧化態: ±3,5,4
白磷分子晶體立方晶系,分子間靠范德華力結合,分子式P4,4個磷原子位於四面體的四個頂點。
紅磷的結構目前還不十分清楚,有人認為紅磷是鏈狀結構。
發現
1669 在德國,漢堡,由 Hennig Brandt 發明。
來源
以磷酸鹽礦存在於自然界。
用途
用於製造磷肥、火柴、煙火、殺蟲劑、牙膏和除垢劑。
Main P+5
Other P-3,P-2,P0,P+2,P+3
化學鍵能:(kJ /mol)
P-H 328
P-O 407
P=O 560
P-F 490
P-Cl 319
P-P 209
熱導率: W/(m·K)
(white) 0.236
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

已發現的共有13種
包括從磷27到磷39
其中只有磷31最為穩定
其它同位素都具有放射性
磷的同素異形體:
黑磷紫磷、金屬磷)
白磷
元素類型:非金屬

元素描述

單質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晶固體。密度1.82克/厘米3。熔點44.1℃,沸點280℃,著火點是40℃。放於暗處有磷光發出。有惡臭。劇毒。白磷幾乎不溶於水,易溶解與二硫化碳溶劑中.在高壓下加熱會變為黑磷,其密度2.70克/厘米3,略顯金屬性。電離能為10.486電子伏特。不溶於普通溶劑中。白磷經放置或在400℃密閉加熱數小時可轉化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末,無毒,密度2.34克/厘米3,熔點59℃,沸點200℃,著火點240℃。不溶於水。在自然界中,磷以磷酸鹽的形式存在,是生命體的重要元素。存在於細胞、蛋白質、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結。
元素來源:
單質磷是由磷酸鈣、石英砂和碳粉的混合物在電弧爐中熔燒或蒸餾尿而製得。
元素用途:
白磷用於製造磷酸、燃燒彈和煙霧彈。紅磷用於製造農藥和安全火柴。
元素輔助資料:
西方化學史的研究者們幾乎一致認為,磷是在1669年首先由德國漢堡一位叫漢林·布朗德的人發現的。他是怎么樣取得磷的呢?一般只是說他是通過強熱蒸發尿取得。他在蒸發尿的過程中,偶然地在曲頸瓶的接受器中發現到一種特殊的白色固體,在黑暗中不斷發光,稱它為kalte feuer(德文,冷火)。
磷廣泛存在於動植物體中,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。最初發現時取得的是白磷,是白色半透明晶體,在空氣中緩慢氧化,產生的能量以光的形式放出,因此在暗處發光。當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世紀早期被用於火柴的製作中,但由於當時白磷的產量很少而且白磷有劇毒,使用白磷製成的火柴極易著火,效果倒是很好,可是不安全,所以很快就不再使用白磷製造火柴。到1845年,奧地利化學家施勒特爾發現了紅磷,確定白磷和紅磷是同素異形體。由於紅磷無毒,在240℃左右著火,受熱後能轉變成白磷而燃燒,於是紅磷成為製造火柴的原料,一直沿用至今。
是拉瓦錫首先把磷列入化學元素的行列。他燃燒了磷和其他物質,確定了空氣的組成成分。磷的發現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“發光物”的意思,元素符號是P。

磷與鬼火

另外,我們常說的的“鬼火”是P2H4氣體在空氣中自動燃燒的現象。
磷,原子序數15,原子量30.973762,元素名來自希臘文,原意是“發光物”。1669年德國科學家布蘭德從尿中製得。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,磷還存在於細胞、蛋白質、骨骼中。天然的磷有一種穩定同位素:磷31。
磷有白磷紅磷黑磷三種同素異構體。白磷又叫黃磷為白色至黃色蠟性固體,熔點44.1℃,沸點280℃,密度1.82克/厘米³。白磷活性很高,必須儲存在水裡,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℃或在光照下就會轉變成紅磷,而紅磷在加熱到416℃變成蒸汽之後冷凝就會變成白磷。紅磷無毒,加熱到240℃以上才著火。在高壓下,白磷可轉變為黑磷,它具有層狀網路結構,能導電,是磷的同素異形體中最穩定的。
如果氧氣不足,在潮濕情況下,白磷氧化很慢,並伴隨有磷光現象。白磷可溶於熱的濃鹼溶液,生成磷化氫和次磷酸二氫鹽;乾燥的氯氣與過量的磷反應生成三氯化磷,過量的氯氣與磷反應生成五氯化磷。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。
約三分之二的磷用於磷肥。磷還用於製造磷酸、煙火、燃燒彈、殺蟲劑等。三聚磷酸鹽用於合成洗滌劑。

磷的簡介

磷在生物圈內的分布很廣泛,地殼含量豐富列前10位,在海水中濃度屬第2類。廣泛存在於動、植物組織中,也是人體含量較多的元素之一,稍次於鈣排列為第六位。約占人體重的1%,成人體內約含有600-900g的磷。體內磷的85.7%集中於骨和牙,其餘散在分布於全身各組織及體液中,其中一半存在於肌肉組織。它不但構成人體成分,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。

磷的發現

關於磷元素的發現,還得從歐洲中世紀的鍊金術說起。那時候,盛行著鍊金術,據說只要找到一種聰明人的石頭──哲人石,便可以點石成金,讓普通的鉛、鐵變成貴重的黃金。鍊金術家仿佛瘋子一般,採用稀奇古怪的器皿和物質,在幽暗的小屋裡,口中念著咒語,在爐火里煉,在大缸中攪,昭思慕想尋覓點石成金的哲人石。1669年,德國漢堡一位叫布朗特(Brand H)的商人在強熱蒸發人尿的過程中,他沒有製得黃金,卻意外地得到一種像白蠟一樣的物質,在黑暗的小屋裡閃閃發光。這從未見過的白蠟模樣的東西,雖不是布朗特夢寐以求的黃金,可那神奇的藍綠色的火光卻令他興奮得手舞足蹈。他發現這種綠火不發熱,不引燃其它物質,是一種冷光。於是,他就以“冷光”的意思命名這種新發現的物質為“磷”。磷的拉丁文名稱Phosphorum就是“冷光”之意,它的化學符號是P,它的英文名稱是Phosphorus。

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,所以磷是與蛋白質並存的,瘦肉、蛋、奶、動物的肝、腎含量都很高,海帶、紫菜、芝麻醬、花生、乾豆類、堅果粗糧含磷也較豐富。但糧谷中的磷為植酸磷,不經過加工處理,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,迴腸較差。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,體內的磷平衡取決於體內和體外環境之間磷的交換。磷的主要排泄途徑是經腎臟。未經腸道吸收的磷從糞便排出,這部分平均約占機體每日攝磷量的30%,其餘70%經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

⒈構成骨骼和牙齒。
⒉磷酸組成生命的重要物質,促進成長及身體組織器官的修復。
⒊參與代謝過程,協助脂肪和澱粉的代謝,供給能量與活力。
⒋參與酸鹼平衡的調節。
需要人群
甲狀腺功能亢進的人需要補充磷質。

生理需要

成人適宜攝入量為700mg/d。
過量表現
骨質疏鬆易碎、牙齒蛀蝕、各種鈣缺乏症狀日益明顯、精神不振甚至崩潰,破壞其他礦物質平衡。高磷血症。
缺乏症
⒈磷質缺乏會導致佝僂病和牙齦溢膿等疾患。
⒉缺磷會使人虛弱,全身疲勞,肌肉酸痛,食欲不振。
攝取提示
因為人類食物中含有豐富的磷,故人類營養性的磷缺乏很少見,中國人不缺乏,已經過量並干擾鈣的吸收。

物理性質

狀態: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 蒸發熱/KJ/mol : 12.129 熔化熱/KJ/mol: 0.657
導電率/106/cm : 1.0E-17 導熱係數/W/cmK: 0.00235
地質數據
豐 度 滯留時間/年: 100000
太陽(相對於 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
生物數據
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)均體內總量/g: 780

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