磷 (P)

原子序数15
原子质量30.9737619985 u
类别多原子非金属
电子排布[Ne] 3s² 3p³
外观无色、蜡白色、黄色、猩红色、红色、紫色、黑色
密度(STP)1823 g/L
熔点317.3 K
沸点553.6 K
电负性2.19 (鲍林标度)
电离能1011.8 kJ/mol
原子半径100 pm
晶体结构简单三斜
发现者亨尼希·布兰德 (1669)

简介

磷(P)是一种反应性很强的非金属,存在多种同素异形体,包括白磷(蜡状、有毒、可自燃)、红磷(稳定的粉末)和黑磷(反应性最低)。它是所有生命所必需的。以下是关于磷(P)的主要信息:

用途:对化肥(以磷酸盐形式)、洗涤剂、食品添加剂、火柴、农药、阻燃剂、药物和钢铁生产至关重要。磷化合物在生物化学中不可或缺(ATP、DNA、骨骼)。

生产/提取:通过采矿从磷矿石(主要是氟磷灰石)中提取。单质磷在电炉中用焦炭和二氧化硅还原磷矿石制得。中国、摩洛哥和美国拥有主要储量。

历史:1669年亨尼格·布兰德在汉堡试图从尿液中炼金时发现(磷是第一个并非自古已知而被发现的元素)。由于白磷会发光,其名称源自希腊语“phosphoros”,意为“光的携带者”。

健康影响与安全:白磷剧毒,在空气中可自燃。红磷安全得多。磷酸盐对骨骼、牙齿、DNA、RNA和能量代谢(ATP)必不可少。水中磷酸盐过多会导致富营养化。

价格/市场:磷矿石价格随农业需求波动。对“磷峰值”和有限储量的担忧推动了回收和提高利用效率的研究。在粮食安全方面具有重要的地缘政治意义。

性质:白磷在黑暗中发光(化学发光),约30°C时自燃,红磷稳定且无毒,黑磷具有半导体性质,能形成-3、+3和+5氧化态的化合物。

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