Fosfor (P), icke-metalliskt kemiskt element i kvävefamiljen (grupp 15 [Va] i det periodiska systemet) som vid rumstemperatur är ett färglöst, halvtransparent, mjukt, vaxartat fast ämne som lyser i mörkret.
Elementegenskaper
| atomnummer | 15 |
|---|---|
| atomvikt | 30,9738 |
| smältpunkt (vit) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| kokpunkt (vit) | 280 ° C (536 ° F) |
| densitet (vit) | 1,82 gram / cm ^ vid 20 ° C (68 ° F) |
| oxidationstillstånd | −3, +3, +5 |
| elektronkonfiguration | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Historia
Arabiska alkymister från 1100-talet kan ha isolerat elementärt fosfor av misstag, men uppgifterna är oklara. Fosfor verkar ha upptäckts 1669 av Hennig Brand, en tysk köpman vars hobby var alkemi. Varumärket tillät 50 hinkar urin att stå tills de plockade och "uppfödda maskar." Han kokade sedan urinen till en pasta och värmde den med sand och destillerade därmed elementärt fosfor från blandningen. Brand rapporterade sin upptäckt i ett brev till Gottfried Wilhelm Leibniz, och därefter, demonstrationer av detta element och dess förmåga att glöda i mörkret, eller "fosforesce", upphetsade allmänintresse. Fosfor förblev emellertid en kemisk nyfikenhet tills ungefär ett sekel senare när det visade sig vara en del av benen. Spjälkning av ben med salpetersyra eller svavelsyra bildade fosforsyra, från vilken fosfor kan destilleras genom uppvärmning med kol. I slutet av 1800-talet utvecklade James Burgess Readman från Edinburgh en elektrisk ugnsmetod för framställning av elementet från fosfatberg, vilket i huvudsak är den metod som används idag.
Händelse och distribution
Fosfor är ett mycket distribuerat element - den 12: e vanligast i crustEarth, till vilken det bidrar med cirka 0,10 viktprocent. Dess kosmiska överflöd är ungefär en atom per 100 atomer kisel, standarden. Dess höga kemiska reaktivitet säkerställer att den inte förekommer i fritt tillstånd (utom i några få meteoriter). Fosfor förekommer alltid som fosfatjon. De viktigaste kombinerade formerna i naturen är fosfatsalter. Cirka 550 olika mineraler har visat sig innehålla fosfor, men av dessa är den viktigaste källan till fosfor apatiteserien där kalciumjoner finns tillsammans med fosfatjoner och variabla mängder fluorid, klorid eller hydroxidjoner, enligt formeln [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl, eller OH) 2]. Andra viktiga fosforbärande mineraler är wavellite och vivianite. Vanligtvis ersätter sådana metallatomer som magnesium, mangan, strontium och bly kalcium i mineralet, och silikat, sulfat, vanadat och liknande anjoner ersätter fosfatjoner. Mycket stora sedimentära avlagringar av fluoroapatit finns i många delar av jorden. Fosfatet i ben- och tandemaljen är hydroxyapatit. (Principen att minska tandröta genom fluoridering beror på omvandlingen av hydroxyapatit till den hårdare, mer sönderfallsresistenta fluoroapatiten.)
Den huvudsakliga kommersiella källan är fosforit eller fosfatberg, en oriktig massiv form av karbonatbärande apatit. Uppskattningar av det totala fosfatberget i jordskorpan är i genomsnitt cirka 65 000 000 000 ton, varav Marocko och Västsahara innehåller cirka 80 procent. Denna uppskattning inkluderar endast malm som är tillräckligt rik på fosfat för omvandling till användbara produkter med nuvarande metoder. Det finns också stora mängder material som är lägre i fosforhalten.
Den enda naturligt förekommande isotopen av fosfor är massan 31. De andra isotoperna från massan 24 till massan 46 har syntetiserats genom lämpliga kärnreaktioner. Alla dessa är radioaktiva med relativt korta halveringstider. Isotopen med massa 32 har en halveringstid på 14,268 dagar och har visat sig vara extremt användbar i spårstudier som involverar absorption och rörelse av fosfor i levande organismer.
