磷
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總體特性 | |||||||||||||
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名稱、符號、序號 | 磷、P、15 | ||||||||||||
系列 | 非金屬 | ||||||||||||
族、周期、元素分區 | 15族(VA)、3、p | ||||||||||||
密度、硬度 | 白磷:1823 kg/m3,NA 紅磷:2340 kg/m3,NA 黑磷:2670 kg/m3,NA | ||||||||||||
顏色同埋外表 | 無色 / 紅色 / 銀白色![]() | ||||||||||||
地殼含量 | 0.09 % | ||||||||||||
原子屬性 | |||||||||||||
原子量 | 30.973762(2)原子量單位 | ||||||||||||
原子半徑 (計算值) | 100(98)pm | ||||||||||||
共價半徑 | 106 pm | ||||||||||||
範德華半徑 | 180 pm | ||||||||||||
價電子排布 | [氖]3s23p3 | ||||||||||||
電子喺每能級嘅排布 | 2,8,5 | ||||||||||||
氧化價(氧化物) | ±3,5,4(弱酸性) | ||||||||||||
晶體結構 | 單斜晶體 | ||||||||||||
物理屬性 | |||||||||||||
物質狀態 | 固態 | ||||||||||||
熔點 | 317.3 K(44.2 °C) | ||||||||||||
沸點 | 550 K(277 °C) | ||||||||||||
摩爾體積 | 17.02×10-6m3/mol | ||||||||||||
汽化熱 | 12.129 kJ/mol | ||||||||||||
熔化熱 | 0.657 kJ/mol | ||||||||||||
蒸氣壓 | 20.8 帕(294K) | ||||||||||||
聲速 | 無數據 | ||||||||||||
其他性質 | |||||||||||||
電負性 | 2.19(鮑林標度) | ||||||||||||
比熱 | 1040 J/(kg·K) | ||||||||||||
電導率 | 1.0×10-9/(米歐姆) | ||||||||||||
熱導率 | 0.235 W/(m·K) | ||||||||||||
第一電離能 | 1011.8 kJ/mol | ||||||||||||
第二電離能 | 1907 kJ/mol | ||||||||||||
第三電離能 | 2914.1 kJ/mol | ||||||||||||
第四電離能 | 4963.6 kJ/mol | ||||||||||||
第五電離能 | 6273.9 kJ/mol | ||||||||||||
穩定嘅同位素 | |||||||||||||
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喺冇特別注明嘅情況下用嘅係 國際標準基準單位單位同埋標准氣溫同埋氣壓 |
性狀 改
磷係一種易起化學反應嘅、有毒嘅氮族非金屬元素。佢嘅化學反應活性同埋毒性取決於形態嘅唔同而有所區別。
單質磷嘅同素異形體 改
- 黑磷(金屬磷)
- 化學結構類似石墨,所以可以導電。
- 化學式一般寫成P。
- 深黑色粉末
- 紫磷
- 化學結構係層狀,但同黑磷不同。
- 化學式一般寫成P。
發現 改
喺化學史上第一個發現磷元素嘅人,要推返去十七世紀嘅一個德國漢堡商人波蘭特(Henning·Brand,約1630年~約1710年)。佢係一個相信煉金術嘅人,由於佢曾經聽過傳說中從尿入面可以整到「金屬之王」黃金,於是抱住圖謀發財嘅目的,用尿做咗大量實驗。1669年,佢喺一次實驗入面,將砂、木炭、石灰等同尿溝埋,加熱蒸餾,雖然冇得到黃金,但竟然意外咁得到一種好靚嘅物質,佢色白質軟,可以喺黑暗嘅地方放出閃爍嘅亮光,於是波蘭特就起咗個名畀佢,叫「冷光」,呢個就係今日稱之為白磷嘅物質。波蘭特對於製造嘅方法,起初收收埋埋,不過,佢發現呢種新物質嘅消息就即刻傳滿成個德國。
德國化學家孔克爾曾經用盡種種方法想搵出呢一個秘密嘅製法,終於搵倒呢種所謂嘅發光嘅物質,係由尿入面提取出嚟嘅,於是佢亦開始用尿嚟做試驗,經過千辛萬苦,終於喺1678年成功。佢係將新鮮嘅尿蒸餾,等佢蒸餾到水分就快乾嘅時候,拎出黑色嘅殘渣,放喺地窯入面,等佢腐爛,經過幾日之後,佢將黑色殘渣拎出嚟,同兩倍嘅「尿渣」入面嘅細砂混合。一齊放喺曲頸瓶入面,加熱蒸餾,樽頸就連接住裝水嘅收容器。起初用微火加熱,然後用大火乾餾,直至尿入面嘅揮發性物質完全蒸發之後,磷喺收容器入面凝結成白色蠟狀嘅固體。後來,佢為咗介紹磷,寫咗一本書,個名叫《論奇異嘅磷質同埋佢嘅發光丸》。
喺磷元素嘅發現上,英國化學家波義爾差唔多同孔克爾同時,用咗同佢相近嘅方法都整倒磷。波義爾嘅學生漢克維茨(Codfrey·Hanckwitz)曾經用過呢種方法喺英國整倒較多嘅磷,成為商品運到去歐洲其他國家賣。佢喺1733年曾經發表過論文,介紹整磷嘅方法,不過講得好含糊,之後,又有人喺動物嘅骨質入面發現倒磷。
名點嚟 改
由於單質磷喺空氣入面會自燃發光,喺英文入面,磷個名嚟自希臘文嘅 Phosphoros,原本指「啟明星」,好「光」咁解。而喺中文,磷本來係指薄石。
分佈 改
磷喺地殼入面嘅含量係0.09%。磷唔單止以單質存在,通常會喺磷酸鹽中天然存在,尤其係磷灰石。磷亦存在喺生物體入面,係原生質嘅基本成分。
制備 改
磷嘅現代製法係將磷酸鈣同砂(主要成分係二氧化硅)同埋焦炭一齊放入電爐加熱。為咗條反應式易啲理解,可以寫成兩步,如下:
- Ca3(PO4)2+3SiO2=3CaSiO3+P2O5
- P2O5+5C=2P+5CO
同位素 改
含氧酸 改
磷有5種比較重要嘅含氧酸:
名 | 化學式 | 磷嘅氧化數(化合價) | 結構式 | N元酸 |
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磷酸(正磷酸) | H3PO4 | +5 | 3 | |
焦磷酸 | H4P2O7 | +5 | OH OH | | O = P - O - P = O | | OH OH |
4 |
偏磷酸 | HPO3 | +5 | O \\ P - OH // O |
1 |
亞磷酸 | H3PO3 | +3 | OH | H - P = O | OH |
2 |
次磷酸 | H3PO2 | +1 | OH | H - P = O | H |
1 |
用途 改
磷可以用喺安全火柴、煙花、燃燒彈同埋化肥,仲可以保護金屬表面唔會生鏽。
磷酸嘅用途亦好廣泛。
對人體嘅影響 改
磷係人體入面含量較多嘅元素之一,只係比鈣少啲。磷係骨骼同牙齒嘅構成材料之一。正常成年人骨入面嘅含磷總量大約有600~900克,人體每100毫升全血入面含磷35-45毫克。磷可以保持人體內代謝平衡,喺調節能量代謝過程入面發揮重要嘅作用。佢係生命物質核苷酸嘅基本成分。佢參與體內嘅酸堿平衡嘅調節,參與體內嘅脂肪嘅代謝。
磷缺乏會出現喺低磷血症,引起紅細胞、白細胞、血小板嘅異常,軟骨病。磷過多會導致高磷血症,令血液入面血鈣降低導致骨質疏鬆。
睇埋 改
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1 | H 氫 |
He 氦 | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li 鋰 |
Be 鈹 |
B 硼 |
C 碳 |
N 氮 |
O 氧 |
F 氟 |
Ne 氖 | |||||||||||||||||||||||||
3 | Na 鈉 |
Mg 鎂 |
Al 鋁 |
Si 矽 |
P 磷 |
S 硫 |
Cl 氯 |
Ar 氬 | |||||||||||||||||||||||||
4 | K 鉀 |
Ca 鈣 |
Sc 鈧 |
Ti 鈦 |
V 釩 |
Cr 鉻 |
Mn 錳 |
Fe 鐵 |
Co 鈷 |
Ni 鎳 |
Cu 銅 |
Zn 鋅 |
Ga 鎵 |
Ge 鍺 |
As 砷 |
Se 硒 |
Br 溴 |
Kr 氪 | |||||||||||||||
5 | Rb 銣 |
Sr 鍶 |
Y 釔 |
Zr 鋯 |
Nb 鈮 |
Mo 鉬 |
Tc 鎝 |
Ru 釕 |
Rh 銠 |
Pd 鈀 |
Ag 銀 |
Cd 鎘 |
In 銦 |
Sn 錫 |
Sb 銻 |
Te 碲 |
I 碘 |
Xe 氙 | |||||||||||||||
6 | Cs 銫 |
Ba 鋇 |
La 鑭 |
Ce 鈰 |
Pr 鐠 |
Nd 釹 |
Pm 鉕 |
Sm 釤 |
Eu 銪 |
Gd 釓 |
Tb 鋱 |
Dy 鏑 |
Ho 鈥 |
Er 鉺 |
Tm 銩 |
Yb 鐿 |
Lu 鑥 |
Hf 鉿 |
Ta 鉭 |
W 鎢 |
Re 錸 |
Os 鋨 |
Ir 銥 |
Pt 鉑 |
Au 金 |
Hg 汞 |
Tl 鉈 |
Pb 鉛 |
Bi 鉍 |
Po 釙 |
At 砹 |
Rn 氡 | |
7 | Fr 鈁 |
Ra 鐳 |
Ac 錒 |
Th 釷 |
Pa 鏷 |
U 鈾 |
Np 錼 |
Pu 鈈 |
Am 鋂 |
Cm 鋦 |
Bk 鉳 |
Cf 鉲 |
Es 鑀 |
Fm 鐨 |
Md 鍆 |
No 鍩 |
Lr 鐒 |
Rf 鑪 |
Db 𨧀 |
Sg 𨭎 |
Bh 𨨏 |
Hs 𨭆 |
Mt 䥑 |
Ds 鐽 |
Rg 錀 |
Cn 鎶 |
Nh 鉨 |
Fl 鈇 |
Mc 鏌 |
Lv 鉝 |
Ts 鿬 |
Og 鿫 | |
8 | Uue 119 |
Ubn 120 |
* | Ute 139 |
Uqn 140 |
Uqu 141 |
Uqb 142 |
Uqt 143 |
Uqq 144 |
Uqp 145 |
Uqh 146 |
Uqs 147 |
Uqo 148 |
Uqe 149 |
Upn 150 |
Upu 151 |
Upb 152 |
Upt 153 |
* | Ubu 121 |
Ubb 122 |
Ubt 123 |
Ubq 124 |
Ubp 125 |
Ubh 126 |
Ubs 127 |
Ubo 128 |
Ube 129 |
Utn 130 |
Utu 131 |
Utb 132 |
Utt 133 |
Utq 134 |
Utp 135 |
Uth 136 |
Uts 137 |
Uto 138 |
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