Fosfor (P), nemetalni kemični element družine dušik (skupina 15 [Va] periodične tabele), ki je pri sobni temperaturi brezbarvna, polprosojna, mehka, voskasta trdna snov, ki sveti v temi.
Lastnosti elementov
| atomsko število | 15 |
|---|---|
| atomska teža | 30.9738 |
| tališče (belo) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| vrelišče (belo) | 280 ° C (536 ° F) |
| gostota (bela) | 1,82 grama / cm 3 pri 20 ° C (68 ° F) |
| oksidacijska stanja | −3, +3, +5 |
| konfiguracija elektronov | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Zgodovina
Arapski alkimisti 12. stoletja so morda po naključju izolirali elementarni fosfor, vendar so zapisi nejasni. Kaže, da je fosfor leta 1669 odkril Hennig Brand, nemški trgovec, katerega hobi je bil alkimija. Blagovna znamka je pustila 50 vedra urina, dokler niso očistili in "vzrejali črvov." Nato je urin skuhal do paste in ga segrel s peskom, s čimer je iz mešanice destiliral elementarni fosfor. Brand je o svojem odkritju poročal v pismu Gottfriedu Wilhelmu Leibnizu, nato pa so demonstracije tega elementa in njegove sposobnosti, da sveti v temi ali "fosforizirajoč", vzbudile zanimanje javnosti. Fosfor pa je ostal kemijska radovednost do približno stoletja pozneje, ko se je izkazal kot sestavni del kosti. Prebava kosti z dušično ali žveplovo kislino tvori fosforno kislino, iz katere se lahko fosfor destilira s segrevanjem z ogljem. V poznih 1800-ih je James Burgess Readman iz Edinburga razvil metodo električne peči za proizvodnjo elementa iz fosfatnih kamnin, kar je v bistvu metoda, ki se uporablja danes.
Pojav in distribucija
Fosfor je zelo razširjen element - 12. najbolj bogat v skorji Zemlje, h kateremu prispeva približno 0,10 mas. Njegova kozmična številčnost je približno en atom na 100 atomov silicija. Njegova visoka kemična reaktivnost zagotavlja, da se ne pojavi v prostem stanju (razen v nekaj meteoritih). Fosfor se vedno pojavlja kot fosfatni ion. Glavne kombinirane oblike v naravi so fosfatne soli. Približno 550 različnih mineralov vsebuje fosfor, vendar je glavni vir fosforja serija apatitov, v katerih obstajajo kalcijevi ioni skupaj s fosfatnimi ioni in spremenljivimi količinami fluoridnih, kloridnih ali hidroksidnih ionov v skladu s formulo [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl ali OH) 2]. Drugi pomembni minerali, ki vsebujejo fosfor, so valovit in vivianit. Običajno takšni kovinski atomi kot magnezij, mangan, stroncij in svinec nadomeščajo kalcij v mineralu ter silikatni, sulfatni, vanadatni in podobni anioni nadomestijo fosfatne ione. Zelo velika sedimentna nahajališča fluoroapatita najdemo v mnogih delih Zemlje. Fosfat kostne in zobne sklenine je hidroksiapatit. (Načelo zmanjšanja propadanja zob s fluoriranjem je odvisno od pretvorbe hidroksiapatita v trdnejši, propadljiv fluoroapatit.)
Glavni komercialni vir je fosforit ali fosfatna kamnina, nečista množična oblika apatita, ki vsebuje karbonat. Ocene skupne fosfatne kamnine v Zemljini skorji v povprečju znašajo približno 65.000.000.000 ton, od tega Maroko in Zahodna Sahara vsebujeta približno 80 odstotkov. Ta ocena vključuje samo rudo, ki je s sedanjimi metodami dovolj bogata s fosfatom, da se lahko pretvori v koristne izdelke. Obstajajo tudi velike količine snovi, manjše v vsebnosti fosforja.
Edini naravni izotop fosforja je masa 31. Ostali izotopi od mase 24 do mase 46 so sintetizirani z ustreznimi jedrskimi reakcijami. Vse to je radioaktivno s sorazmerno kratkim razpolovnim časom. Razpolovni čas izotopa mase 32 je 14.268 dni in se izkazal za izjemno uporabnega v sledilnih raziskavah, ki vključujejo absorpcijo in gibanje fosforja v živih organizmih.
