terminy

• alotropowa forma czystego pierwiastka, który ma wyraźnie inną strukturę molekularną niż inna forma tego samego pierwiastka.
• sól fosforanowa lub ester kwasu fosforowego
• nukleotyd adenozynotrifosfatea, który występuje w organizmach biologicznych i jest wykorzystywany jako źródło energii w reakcjach i procesach komórkowych.

fosfor jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu P i liczbie atomowej 15. Wielowartościowy niemetal z grupy azotu, fosfor jako minerał jest prawie zawsze obecny w maksymalnie utlenionym stanie, jako nieorganiczne skały fosforanowe. Fosfor pierwiastkowy występuje w dwóch głównych formach – fosfor biały i fosfor czerwony-ale ze względu na wysoką reaktywność fosfor nigdy nie występuje jako wolny pierwiastek na Ziemi.

chociaż termin „fosforescencja” pochodzi od zdolności białego fosforu do lekkiego świecenia po ekspozycji na tlen, obecne zrozumienie chemiczne jest takie, że zjawisko to jest w rzeczywistości chemiluminescencją, mechanizmem emisji światła różniącym się od fosforescencji.

Znaczenie fosforu

fosfor jest niezbędny do życia. Jako dowód na związek między fosforem a życiem lądowym, fosfor elementarny był historycznie pierwszy wyizolowany z ludzkiego moczu, a popiół kostny był ważnym wczesnym źródłem fosforanów. Jako fosforan jest składnikiem DNA, RNA, ATP (adenozynotrifosforanu) i fosfolipidów tworzących wszystkie błony komórkowe. Niski poziom fosforanów jest ważną granicą wzrostu w niektórych systemach wodnych, a główne komercyjne zastosowanie związków fosforu do produkcji nawozów wynika z potrzeby zastąpienia fosforu, który rośliny usuwają z gleby.

fosfor występuje w kilku formach (alotropach), które wykazują uderzająco różne właściwości.

• dwa najczęstsze alotropy to fosfor biały i fosfor czerwony.
• inna forma, fosfor szkarłatny, otrzymuje się przez umożliwienie odparowania roztworu białego fosforu w dwusiarczku węgla w świetle słonecznym.
• Czarny fosfor otrzymuje się przez ogrzewanie białego fosforu pod wysokim ciśnieniem (około 12 000 standardowych atmosfer lub 1,2 gigapaskali). Wyglądem, właściwościami i strukturą czarny fosfor przypomina grafit-jest czarny i łuszczący się, jest przewodnikiem elektryczności i ma pofałdowane arkusze połączonych atomów.
• innym alotropem jest difosfor; zawiera dimer fosforu jako jednostkę strukturalną i jest wysoce reaktywny.

fosfor biały i związane z nim formy molekularne

najważniejszą pierwiastkową formą fosforu pod względem zastosowań jest fosfor biały. Składa się z czworościennych cząsteczek P4, w których każdy atom jest związany z pozostałymi trzema atomami przez pojedyncze Wiązanie. Ten czworościan P4 występuje również w ciekłym i gazowym fosforze do temperatury 800 °C, w którym to momencie zaczyna się rozkładać na cząsteczki P2. Stały fosfor biały występuje w dwóch formach; w niskich temperaturach forma β jest stabilna, a w wysokich temperaturach dominuje forma α. Formy te różnią się względnymi orientacjami składowej czworościanu P4.

fosfor biały jest najmniej stabilny, najbardziej reaktywny, najbardziej lotny, najmniej gęsty i najbardziej toksyczny z alotropów. Stopniowo zmienia się w czerwony fosfor, przemianę przyspieszaną przez światło i ciepło. Próbki białego fosforu prawie zawsze zawierają trochę czerwonego fosforu i tak wyglądają na żółte. Z tego powodu jest również nazywany żółtym fosforem. Świeci w ciemności (pod wpływem tlenu) z bardzo słabym odcieniem zieleni i niebieskiego, a przy kontakcie z powietrzem jest wysoce łatwopalny i piroforyczny (samozapalny). Jest również toksyczny, powodując poważne uszkodzenie wątroby po spożyciu. Ze względu na swoją piroforyczność fosfor biały jest stosowany jako dodatek w napalmie. Zapach spalania tej formy ma charakterystyczny zapach czosnku, a próbki są zwykle pokryte białym „(di) pięciotlenkiem fosforu”, który składa się z czworościanu P4O10 z tlenem wprowadzonym między Atomy fosforu i na ich wierzchołkach. Fosfor biały jest nierozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszczalny w dwusiarczku węgla.

fosfor czerwony

fosfor czerwony ma strukturę polimerową. Można ją postrzegać jako pochodną P4 — jedno z wiązań P-P jest zerwane, a jedno dodatkowe wiązanie powstaje między sąsiednimi czworościanami, w wyniku czego powstaje struktura podobna do łańcucha. Fosfor czerwony może powstawać przez podgrzanie fosforu białego do temperatury 250 °C (482 °F) lub wystawienie go na działanie światła słonecznego. Fosfor po tej obróbce jest amorficzny. Po dalszym ogrzewaniu materiał ten krystalizuje. W tym sensie fosfor czerwony nie jest alotropem, ale raczej fazą pośrednią między fosforem białym i fioletowym, a większość jego właściwości ma zakres wartości. Na przykład świeżo przygotowany, jasnoczerwony fosfor jest wysoce reaktywny i zapala się w temperaturze około 300 °C, choć nadal jest bardziej stabilny niż biały fosfor, który zapala się w temperaturze około 30 °C. Po długotrwałym ogrzewaniu lub przechowywaniu kolor ciemnieje; otrzymany produkt jest bardziej stabilny i nie zapala się samoistnie w powietrzu.

produkcja fosforu

rocznie produkuje się około 1 000 000 krótkich ton (910 000 t) fosforu elementarnego. Fosforan wapnia (skała fosforanowa), wydobywany głównie na Florydzie i w Afryce Północnej, może być ogrzewany do 1200-1500 °c piaskiem, który jest głównie SiO2, i koksem (nieczysty węgiel) w celu wytworzenia odparowanego P4. Produkt jest następnie skondensowany w biały proszek pod wodą, aby zapobiec utlenianiu przez powietrze.