الفوسفور (P) ، عنصر كيميائي غير معدني من عائلة النيتروجين (المجموعة 15 [Va] من الجدول الدوري) التي تكون في درجة حرارة الغرفة مادة صلبة شمعية عديمة اللون وشبه شفافة وناعمة تتوهج في الظلام.
خصائص العنصر
| العدد الذري | 15 |
|---|---|
| الوزن الذري | 30.9738 |
| نقطة انصهار (أبيض) | 44.1 درجة مئوية (111.4 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان (أبيض) | 280 درجة مئوية (536 درجة فهرنهايت) |
| الكثافة (البيضاء) | 1.82 جرام / سم 3 عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) |
| الأكسدة | −3 ، +3 ، +5 |
| التوزيع الإلكترون | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
التاريخ
قد يكون الكيميائيون العرب في القرن الثاني عشر قد عزلوا الفوسفور العنصري عن طريق الصدفة ، لكن السجلات غير واضحة. يبدو أنه تم اكتشاف الفوسفور في عام 1669 من قبل هينيج براند ، وهو تاجر ألماني كانت هوايته هي الكيمياء. سمحت العلامة التجارية لـ 50 دلوًا من البول بالوقوف حتى تفسد و "تولد الديدان". ثم قام بغلي البول إلى عجينة وسخنه بالرمل ، وبالتالي استخلاص الفوسفور العنصري من الخليط. أبلغ براند عن اكتشافه في رسالة إلى Gottfried Wilhelm Leibniz ، وبعد ذلك ، أظهرت مظاهرات هذا العنصر وقدرته على التوهج في الظلام ، أو "الفسفور" ، اهتمام الجمهور. ومع ذلك ، ظل الفوسفور فضولًا كيميائيًا حتى بعد قرن تقريبًا عندما ثبت أنه مكون من مكونات العظام. هضم العظام مع حامض النيتريك أو حمض الكبريتيك المتكون من حمض الفوسفوريك ، والذي يمكن من خلاله تقطير الفوسفور بالتسخين بالفحم. في أواخر القرن التاسع عشر ، طور جيمس بيرجس ريدمان من أدنبرة طريقة فرن كهربائي لإنتاج العنصر من صخور الفوسفات ، وهي الطريقة المستخدمة حاليًا اليوم.
التواجد والتوزيع
يعد الفوسفور عنصرًا موزعًا على نطاق واسع جدًا - ثاني عشر أكثر وفرة في القشرة الأرضية ، حيث يساهم فيه بنسبة 0.10 في المائة تقريبًا. وفرته الكونية هي ذرة واحدة لكل 100 ذرة من السيليكون ، المعيار. إن تفاعلها الكيميائي العالي يضمن أنها لا تحدث في الحالة الحرة (باستثناء عدد قليل من النيازك). يحدث الفوسفور دائمًا كأيونات الفوسفات. الأشكال الرئيسية المجمعة في الطبيعة هي أملاح الفوسفات. تم العثور على حوالي 550 من المعادن المختلفة لاحتواء الفوسفور ، ولكن ، من بينها ، المصدر الرئيسي للفسفور هو سلسلة الأباتيت التي توجد فيها أيونات الكالسيوم مع أيونات الفوسفات وكميات متغيرة من أيونات الفلوريد أو الكلوريد أو الهيدروكسيد ، وفقًا للصيغة [Ca 10 (PO 4) 6 (F أو Cl أو OH) 2]. المعادن الهامة الأخرى التي تحمل الفوسفور هي Wavellite و vivianite. بشكل عام ، ذرات معدنية مثل المغنيسيوم والمنغنيز والسترونتيوم وبدائل الرصاص للكالسيوم في المعادن ، والسيليكات ، والكبريتات ، والفانات ، والأنيونات المماثلة تحل محل أيونات الفوسفات. تم العثور على رواسب رسوبية كبيرة جدًا من الفلوراباتيت في أجزاء كثيرة من الأرض. فوسفات مينا العظام والأسنان هي هيدروكسي أباتيت. (يعتمد مبدأ تقليل تسوس الأسنان عن طريق الفلورة على تحويل hydroxyapatite إلى الفلوراباتيت الأصعب والأكثر مقاومة للتسوس.)
المصدر التجاري الرئيسي هو الفوسفوريت ، أو صخر الفوسفات ، وهو شكل ضخم نجس من الأباتيت الحامل للكربونات. ويقدر متوسط إجمالي صخور الفوسفات في قشرة الأرض بحوالي 65.000.000.000 طن ، منها المغرب والصحراء الغربية تحتوي على حوالي 80 في المائة. يشمل هذا التقدير فقط الخام الغني بما فيه الكفاية بالفوسفات للتحويل إلى منتجات مفيدة بالطرق الحالية. توجد أيضًا كميات كبيرة من المواد الأقل في محتوى الفوسفور.
النظير الوحيد الذي يحدث بشكل طبيعي للفسفور هو الكتلة 31. تم تصنيع النظائر الأخرى من الكتلة 24 إلى الكتلة 46 بواسطة التفاعلات النووية المناسبة. كل هذه المواد مشعة مع نصف عمر قصير نسبيًا. يبلغ عمر النصف لنظير الكتلة 32 14.268 يومًا وقد أثبت فائدته البالغة في دراسات التتبع التي تتضمن امتصاص وحركة الفوسفور في الكائنات الحية.
