Fosfor (P), ikke-metallisk kemisk element i nitrogenfamilien (gruppe 15 [Va] i det periodiske system), der ved stuetemperatur er et farveløst, halvtransparent, blødt, voksagtigt fast stof, der lyser i mørke.
Elementegenskaber
| Atom nummer | 15 |
|---|---|
| atomvægt | 30,9738 |
| smeltepunkt (hvid) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| kogepunkt (hvid) | 280 ° C (536 ° F) |
| densitet (hvid) | 1,82 gram / cm 3 ved 20 ° C (68 ° F) |
| oxidationstilstande | −3, +3, +5 |
| elektronkonfiguration | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Historie
Arabiske alkymister fra det 12. århundrede kan have isoleret elementært fosfor ved et uheld, men registreringerne er uklare. Det ser ud til, at fosfor er blevet opdaget i 1669 af Hennig Brand, en tysk købmand, hvis hobby var alkymi. Brand tilladt 50 spande urin at stå, indtil de plettet og "avlet orme." Derefter kogte han urinen ned til en pasta og opvarmede den med sand og destillerede elementært fosfor fra blandingen. Brand rapporterede om sin opdagelse i et brev til Gottfried Wilhelm Leibniz, og derefter demonstrerede demonstrationer af dette element og dets evne til at glød i mørke eller ”fosforesce” den offentlige interesse. Fosfor forblev imidlertid en kemisk nysgerrighed indtil omkring et århundrede senere, da det viste sig at være en del af knogler. Fordøjelse af knogler med salpetersyre eller svovlsyre dannede fosforsyre, hvorfra fosfor kunne destilleres ved opvarmning med trækul. I slutningen af 1800-tallet udviklede James Burgess Readman fra Edinburgh en elektrisk ovnmetode til fremstilling af elementet fra fosfatberg, hvilket i det væsentlige er den metode, der anvendes i dag.
Forekomst og distribution
Fosfor er et meget vidt distribueret element — 12. mest udbredt i crustEarth, hvortil det bidrager med ca. 0,10 vægtprocent. Dens kosmiske overflod er omkring et atom pr. 100 atomer silicium, standarden. Dets høje kemiske reaktivitet sikrer, at den ikke forekommer i fri tilstand (undtagen i nogle få meteoritter). Fosfor forekommer altid som phosphation. De vigtigste kombinerede former i naturen er fosfatsalte. Cirka 550 forskellige mineraler har vist sig at indeholde fosfor, men af disse er den vigtigste kilde til fosfor apatit-serien, hvori calciumioner findes sammen med fosfationer og variable mængder af fluorid, chlorid eller hydroxidioner, ifølge formlen [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl eller OH) 2]. Andre vigtige fosforholdige mineraler er wavellite og vivianite. Almindeligvis er sådanne metalatomer som magnesium, mangan, strontium og bly erstatning for calcium i mineralet, og silikat, sulfat, vanadat og lignende anioner erstatter phosphationer. Meget store sedimentære aflejringer af fluoroapatit findes i mange dele af Jorden. Fosfat af ben- og tandemaljen er hydroxyapatit. (Princippet om at mindske tandfald ved fluorering afhænger af omdannelsen af hydroxyapatit til den hårdere, mere henfaldsbestandige, fluoroapatit.)
Den vigtigste kommercielle kilde er phosphorit eller phosphatberg, en uren massiv form af carbonatbærende apatit. Estimater af det samlede fosfatbergarter i jordskorpen gennemsnit ca. 65.000.000.000 tons, hvoraf Marokko og Vestsahara indeholder ca. 80 procent. Dette estimat inkluderer kun malm, der er tilstrækkeligt rig på fosfat til omdannelse til nyttige produkter ved de nuværende metoder. Der findes også store mængder materiale, der er lavere med fosforindhold.
Den eneste naturligt forekommende isotop af fosfor er massen 31. De andre isotoper fra masse 24 til masse 46 er syntetiseret ved hjælp af passende nukleare reaktioner. Alle disse er radioaktive med relativt korte halveringstider. Isotopen med masse 32 har en halveringstid på 14,268 dage og har vist sig yderst nyttig i sporstofundersøgelser, der involverer absorption og bevægelse af fosfor i levende organismer.
