Foszfor

15 szilícium ← foszfor → kén N ↑ P ↓ As 15 P Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	foszfor, P, 15
Elemi sorozat	nemfémek
Csoport, periódus, mező	15, 3, p
Megjelenés	színtelen/vörös/ezüstfehér
Atomtömeg	30,973761(2) g/mol
Elektronszerkezet	[Ne] 3s² 3p³
Elektronok héjanként	2, 8, 5
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	(fehér) 1,823 g/cm³
Sűrűség (szobahőm.)	(vörös) 2,34 g/cm³
Sűrűség (szobahőm.)	(fekete) 2,69 g/cm³
Olvadáspont	(fehér) 317,3 K (44,2 °C, 111,6 °F)
Forráspont	550 K (277 °C, 531 °F)
Olvadáshő$\Delta_{fus}{H}^\ominus$	(fehér) 0,66 kJ/mol
Párolgáshő $\Delta_{vap}{H}^\ominus$	12,4 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) (fehér) 23,824 J/(mol·K)
Gőznyomás (fehér) P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 279 307 342 388 453 549
Gőznyomás (vörös) P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 455 489 529 576 635 704
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	monoklin
Oxidációs szám	±3, 5, 4 (enyhén savas oxid)
Elektronegativitás	2,19 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 1011,8 kJ/mol
	2.: 1907 kJ/mol
	3.: 2914,1 kJ/mol
Atomsugár	100 pm
Atomsugár (számított)	98 pm
Kovalens sugár	106 pm
Van der Waals-sugár	180 pm
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
Hőmérséklet-vezetési tényező	(300 K) (fehér) 0,236 W/(m·K)
Kompressziós modulusz	11 GPa
CAS-szám	7723-14-0
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A foszfor izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 31P 100% P stabil 16 neutronnal 32P mest. 14,28 d β- 1,709 32S 33P mest. 25,3 d β- 0,249 33S
Hivatkozások

A foszfor (nyelvújításkori magyar nevén vilany) egy nemfémes, szilárd kémiai elem. A rendszáma 15, vegyjele P. Neve görög eredetű, jelentése „fényhozó”. Az ún. biogén elemek közé tartozik, részt vesz fontos szerves molekulák, például DNS, RNS felépítésében.

Felfedezés

Az elemet először Henning Brand alkimista állította elő 1669-ben, úgy hogy először napokig vizeletet desztillált, és a lombikban maradt anyagot vörösizzásig hevítette. A lombik és a belőle távozó gáz sötétben is világított, láng nélkül. A világító anyagot „hideg tűz”-nek nevezte el. A foszfor szó a görög phosphoros, fényt hordozó szóból származik. A foszfor egyedülálló az elemek között azzal, hogy először fedezték fel állati/emberi testnedvben, majd utána a növény- és az ásványvilágban, valamint az első elem, melynek ismerjük felfedezőjét.

Allotróp módosulatai

A foszfor módosulatai

• sárgafoszfor: viasz keménységű, késsel vágható, erősen mérgező anyag, szobahőmérsékleten is hevesen oxidálódik, öngyúlékony. Víz alatt kell tartani, oxigéntől elzárva. Zsírokban, olajokban jól oldódik, ezért nem tanácsos szabad kézzel hozzányúlni, mivel a bőrőn zsír található. Lenyelve már 0,05 g is halálos belőle. Át tud alakulni vörösfoszforrá.
• vörösfoszfor: sötétvörös színű por, nem oldódik semmiben, így nem is mérgező, levegőn tartható
• feketefoszfor: sötétszürke, fémesen csillogó, hőt és villamosságot jól vezeti, egészen extrém körülmények között létezik (2000 °C felett, nagy nyomáson), nem stabil, több kristályrácsa létezik.

Gyulladási hőmérsékletek

• sárgafoszfor 60 °C
• vörösfoszfor 400 °C
• feketefoszfor ismeretlen.

Kémiai tulajdonságai

A három foszfor kémiailag azonos módon viselkedik. A foszfor égésekor foszfor-pentoxid keletkezik. A foszfor-pentoxid kiváló vízmegkötő anyag, bőrre kerülve égési sebet okoz.

$\mathrm{4 \ P + 5 \ O_2 \rightarrow 2 \ P_2O_5}$

A foszfor-pentoxid vízzel való reakciójának egyenlete:

$\mathrm{ P_2O_5 + 3 \ H_2O \rightarrow 2 \ H_3PO_4}$

Ekkor foszforsav keletkezik. A foszforsav nem mérgező, savanyú ízű anyag, ezért ízesítésre használják. A foszforsav sói a foszfátok, savmaradékionja a foszfátion.

Előfordulása

• Az emberi szervezetben nagy mennyiségben található (700-800 g/felnőtt). Szükséges a csontok, fogak felépüléséhez, az idegrendszer működéséhez, a fehérje-, szénhidrát-, zsíranyagcseréhez, a fehérjeszintézishez és az enzimek működéséhez.

Előállítása

A foszfort kalcium-foszfátból (Ca₃(PO₄)₂) állítják elő. A kalcium-foszfátot kvarchomokkal és szénnel keverik össze, majd a levegőt kizárva hevítik.

$\mathrm{Ca_3(PO_4)_2 + 3 \ SiO_2 \rightarrow 3 \ CaSiO_3 + P_2O_5}$

$\mathrm{2 \ P_2O_5 + 10 \ C \rightarrow P_4 + 10 \ CO}$

Felhasználása

Az élelmiszeripar nagyon sok foszfort használ fel, főleg savanyítóanyagként, foszforsav formájában. Irinyi János a vörösfoszfort a mai biztonsági gyufa elődjéhez használta. Növényvédőszerekben és műtrágyagyártáshoz (szuperfoszfát) is felhasználják. Ezen kívül mosószerekbe is kerülnek foszfátok.

Vegyületei

A foszfor-pentoxid molekulájának modellje

A kalcium-foszfátot (Ca₃(PO₄)₂) műtrágyagyártásra használják.

A foszfor-pentoxid, az égetett foszfor:

$\mathrm{4 \ P + 5 \ O_2 \rightarrow 2 \ P_2O_5}$

A foszfor-pentaoxid oldásával kapjuk a foszforsavat, amely nem mérgező, savanyú ízű anyag, üdítőket ízesítenek vele. E 338-as adalékanyag.

$\mathrm{ P_2O_5 + 3 \ H_2O \rightarrow 2 \ H_3PO_4}$

Források

• Házipatika

Lásd még

• A foszfor vegyületei
• A foszfor oxidjai és oxosavai
• A foszfor halogenidjei