P là gì trong hóa học

Phosphor[4] (từ tiếng Hy Lạp: phôs có nghĩa là “ánh sáng” và phoros nghĩa là “người/vật mang”), là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu P và số nguyên tử 15. Là một phi kim đa hóa trị trong nhóm nitơ, phosphor chủ yếu được tìm thấy trong các loại đá phosphat vô cơ và trong các cơ thể sống. Do độ hoạt động hóa học cao, không bao giờ người ta tìm thấy nó ở dạng đơn chất trong tự nhiên. Nó phát xạ ra ánh sáng nhạt khi bị phơi ra trước oxy (vì thế có tên gọi của nó trong tiếng Latinh để chỉ “ngôi sao buổi sáng”, từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “ánh sáng” và “mang”), và xuất hiện dưới một số dạng thù hình. Nó cũng là nguyên tố thiết yếu cho các cơ thể sống. Sử dụng quan trọng nhất trong thương mại của nó là để sản xuất phân bón. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các loại vật liệu nổ, diêm, pháo hoa, thuốc trừ sâu, kem đánh răng và chất tẩy rửa.

Nội dung chính

• Mục lục
• Các đặc trưng nổi bậtSửa đổi
• Thù hìnhSửa đổi
• Ứng dụngSửa đổi
• Vai trò sinh họcSửa đổi
• Lịch sửSửa đổi
• Sự phổ biếnSửa đổi
• Phòng ngừaSửa đổi
• Đồng vịSửa đổi
• Hợp chấtSửa đổi
• Tham khảoSửa đổi
• Liên kết ngoàiSửa đổi

Phosphor,15P
Quang phổ vạch của Phosphor Bạn đang đọc: P là gì trong hóa học
Tính chất chung
Tên, ký hiệu	Phosphor, P
Phiên âm	FOS-fər-əs
Hình dạng	Không màu, trắng sáp, đỏ tươi hơi vàng, đỏ, tím, đen
Phosphor trong bảng tuần hoàn
N P As Silic Phosphor Lưu huỳnh
Số nguyên tử (Z)	15
Khối lượng nguyên tử chuẩn( ± ) (Ar)	30.973762(2)
Phân loại	phi kim
Nhóm, phân lớp	15,p
Chu kỳ	Chu kỳ3
Cấu hình electron	[Ne] 3s2 3p3
mỗi lớp	2, 8, 5
Tính chất vật lý
Màu sắc	Không màu, trắng sáp, đỏ tươi hơi vàng, đỏ, tím, đen
Mật độ	(trắng) 1,823; (đỏ) 2,2 2,34; (tím) 2,36; (đen) 2,69g·cm3 ( ở0 °C, 101.325 kPa )
Điểm ba	(đỏ) 862,7K, 4367kPa
Nhiệt lượng nóng chảy	(trắng) 0,66kJ·mol1
Nhiệt bay hơi	(trắng) 12,4kJ·mol1
Nhiệt dung	(trắng) 23,824J·mol1·K1
Áp suất hơi (trắng) P(Pa) 1 10 100 1k 10k 100k ởT(K) 279 307 342 388 453 549
pressureBản mẫu:Infobox element/vapor pressure table
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxy hóa	5, 4, 3, 2[1], 1 [2], -1, -2, -3 ​Acid nhẹ
Độ âm điện	2.19 (Thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 1011,8 kJ·mol1 Thứ hai: 1907 kJ·mol1 Thứ ba: 2914,1 kJ·mol1
Bán kính liên kết cộng hóa trị	107±3pm
Bán kính van der Waals	180pm
Thông tin khác
Độ dẫn nhiệt	(trắng) 0,236; (đen) 12.1W·m1·K1
Tính chất từ	(trắng, đỏ, tím, đen) Nghịch từ[3]
Mô đun nén	(trắng) 5, (đỏ) 11GPa
Số đăng ký CAS	7723-14-0
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Phosphor
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE( MeV ) DP 31P 100% 31P ổn định với 16 neutron 32P Tổng hợp 14,28 ngày β 1.709 32S 33P Tổng hợp 25,3 ngày β 0.249 33S

Mục lục

• 1 Các đặc trưng nổi bật
• 2 Thù hình
• 3 Ứng dụng
• 4 Vai trò sinh học
• 5 Lịch sử
• 6 Sự phổ biến
• 7 Phòng ngừa
• 8 Đồng vị
• 9 Hợp chất
• 10 Tham khảo
• 11 Liên kết ngoài

Các đặc trưng nổi bậtSửa đổi

Dạng phổ biến của phosphor là chất rắn dạng sáp có màu trắng có mùi đặc trưng khó ngửi tương tự như tỏi. Dạng tinh khiết của nó là không màu và trong suốt. Phi kim này không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong đisulfide cacbon. Phosphor tinh khiết bắt cháy ngay trong không khí và tạo ra khói trắng chứa diphosphor pentaoxide P2O5.

Thù hìnhSửa đổi

Phosphor sống sót dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu : trắng, đỏ và đen. Các dạng thù hình khác cũng hoàn toàn có thể sống sót. Phổ biến nhất là phosphor trắng và phosphor đỏ, cả hai đều chứa những mạng gồm những nhóm phân chia kiểu tứ diện gồm 4 nguyên tử phosphor. Các tứ diện của phosphor trắng tạo thành những nhóm riêng ; những tứ diện của phosphor đỏ link với nhau thành chuỗi. Phosphor trắng cháy khi tiếp xúc với không khí hay khi bị tiếp xúc với nguồn nhiệt và ánh sáng .Phosphor cũng sống sót trong những dạng ưa thích về mặt động học và nhiệt động lực học. Chúng được tách ra ở nhiệt độ chuyển tiếp – 3,8 °C. Một dạng gọi là dạng ” alpha “, dạng kia gọi là ” beta “. Phosphor đỏ là tương đối không thay đổi và thăng hoa ở áp suất 1 atm và 170 °C nhưng cháy do va chạm hay nhiệt do ma sát. Thù hình phosphor đen sống sót và có cấu trúc tương tự như như graphit những nguyên tử được sắp xếp trong những lớp theo tấm lục giác và có tính dẫn điện .

Ứng dụngSửa đổi

Acid phosphorric đậm đặc, hoàn toàn có thể chứa tới 70 % – 75 % P2O5 là rất quan trọng so với ngành nông nghiệp do nó được dùng để sản xuất phân bón. Nhu cầu toàn thế giới về phân bón đã dẫn tới sự tăng trưởng đáng kể trong sản xuất phosphat ( PO43 – ) trong nửa sau của thế kỷ XX. Các sử dụng khác còn có :

• Các phosphat được dùng trong sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt được sử dụng trong các loại đèn hơi natri.
• Tro xương, phosphat calci, được sử dụng trong sản xuất đồ sứ.
• Tripolyphosphat natri được sản xuất từ acid phốphoric được sử dụng trong bột giặt ở một số quốc gia, nhưng lại bị cấm ở một số quốc gia khác.
• Acid phosphorric được sản xuất từ phosphor nguyên tố được sử dụng trong các ứng dụng như các đồ uống chứa sôđa. Acid này cũng là điểm khởi đầu để chế tạo các phosphat cấp thực phẩm. Các hóa chất này bao gồm phosphat mônôcalci được dùng trong bột nở và tripolyphosphat natri và các phosphat khác của natri. Trong số các ứng dụng khác, các hóa chất này được dùng để cải thiện các đặc trưng của thịt hay pho mát đã chế biến. Người ta còn dùng nó trong thuốc đánh răng. Phosphat trinatri được dùng trong các chất làm sạch để làm mềm nước và chống ăn mòn cho các đường ống/nồi hơi.
• Phosphor được sử dụng rộng rãi để sản xuất các hợp chất hữu cơ chứa phosphor, thôngqua các chất trung gian như chloride phosphor và sulfide phosphor. Các chất này có nhiều ứng dụng, bao gồm các chất làm dẻo, các chất làm chậm cháy, thuốc trừ sâu, các chất chiết và các chất xử lý nước.
• Nguyên tố này cũng là thành phần quan trọng trong sản xuất thép, trong sản xuất đồng thau chứa phosphor và trong nhiều sản phẩm liên quan khác.
• Phosphor trắng được sử dụng trong các ứng dụng quân sự như bom lửa, tạo ra các màn khói như trong các bình khói và bom khói, và trong đạn lửa.
• Phosphor đỏ được sử dụng để sản xuất các vỏ bao diêm an toàn, pháo hoa và nhất là mêtamphếtamin (C10H15N).
• Với một lượng nhỏ, phosphor được dùng như là chất thêm vào cho các loại bán dẫn loại n.
• Phosphor P32 và phosphor P33 được dùng như là các chất phát hiện dấu vết phóng xạ trong các phòng thí nghiệm hóa sinh học (xem Đồng vị dưới đây)

Vai trò sinh họcSửa đổi

Phosphor là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết. Phosphor vô cơ trong dạng phosphat PO43 – đóng một vai trò quan trọng trong những phân tử sinh học như DNA và RNA trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của những phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng phosphat để luân chuyển nguồn năng lượng tế bào trải qua ađênôsin triphosphat ( ATP ). Gần như mọi tiến trình trong tế bào có sử dụng nguồn năng lượng đều có nó trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng trong phosphat hóa, một dạng kiểm soát và điều chỉnh quan trọng trong những tế bào. Các phosphorlipit là thành phần cấu trúc hầu hết của mọi màng tế bào. Các muối phosphat calci được những động vật hoang dã dùng để làm cứng xương của chúng. Trung bình trong khung hình người chứa khoảng chừng gần 1 kg phosphor, và khoảng chừng ba phần tư số đó nằm trong xương và răng dưới dạng apatit. Một người lớn siêu thị nhà hàng rất đầy đủ tiêu thụ và bài tiết ra khoảng chừng 1-3 g phosphor trong ngày trong dạng phosphat .Theo thuật ngữ sinh thái học, phosphor thường được coi là chất dinh dưỡng số lượng giới hạn trong nhiều môi trường tự nhiên, tức là năng lực có sẵn của phosphor kiểm soát và điều chỉnh vận tốc tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong những hệ sinh thái sự dư thừa phosphor hoàn toàn có thể là một yếu tố, đặc biệt quan trọng là trong những hệ thủy sinh thái xanh, xem thêm sự dinh dưỡng tốt và bùng nổ tảo .

Lịch sửSửa đổi

Phosphor (từ tiếng Hy Lạp phosphoros, có nghĩa là “vật mang ánh sáng” và nó cũng là tên gọi cổ đại của Sao Kim) đã được nhà giả kim thuật người Đức là Hennig Brand tình cờ phát hiện ra năm 1669 thông qua việc điều chế (ông đã chưng cất 60 xô nước tiểu) nước tiểu để biến chúng thành vàng. Làm việc ở Hamburg, Brand đã cố gắng chưng cất các muối bằng cách cho bay hơi nước tiểu, và trong quá trình đó ông đã thu được một khoáng chất màu trắng phát sáng trong bóng đêm và cháy sáng rực rỡ. Kể từ đó, từ lân quang, liên quan đến các ánh sáng lân tinh của phosphor, đã được sử dụng để miêu tả các chất phát sáng trong bóng tối mà không cần cháy. Tuy nhiên bản chất vật lý của hiện tượng lân quang không trùng với cơ chế phát sáng của phosphor: Brand đã không nhận ra rằng thực tế phosphor cháy âm ỉ khi phát sáng.

Các loại diêm tiên phong sử dụng phosphor trắng trong thành phần của chúng, nó là nguy hại do độc tính của phosphor trắng. Các trường hợp giết người, tự sát và những vụ ngộ độc ngẫu nhiên là hậu quả của việc sử dụng chất này. Ngoài ra, sự phơi nhiễm trước hơi phosphor đã làm cho nhiều công nhân bị mắc chứng bệnh hoại tử xương hàm. Khi phosphor đỏ được phát hiện, năng lực cháy kém hơn cũng như độc tính thấp hơn của nó đã làm cho dạng phosphor này được nhanh gọn đồng ý như thể một chất sửa chữa thay thế cho phosphor trắng trong sản xuất diêm .

Sự phổ biếnSửa đổi

Do độ hoạt động hóa học cao so với oxy trong không khí và những hợp chất chứa oxy khác nên phosphor trong tự nhiên không sống sót ở dạng đơn chất, mà nó phân chia thoáng rộng trong những loại khoáng chất khác nhau. Các loại đá phosphat, trong đó một phần cấu trúc là apatit ( khoáng chất chứa phosphat tricalci dạng không tinh khiết ) là một nguồn quan trọng về mặt thương mại của nguyên tố này. Các mỏ apatit lớn có ở Nga, Maroc, Florida, Idaho, Tennessee, Utah v.v. Tại Nước Ta có mỏ apatit tại Tỉnh Lào Cai. Tuy nhiên, đang có những lo lắng là những mỏ apatit sẽ nhanh gọn hết sạch. Hoa Kỳ sẽ không còn những mỏ apatit vào khoảng chừng năm 2035. Trung Quốc và Maroc chiếm hữu những mỏ apatit lớn nhất đã biết lúc bấy giờ, nhưng rồi chúng cũng sẽ hết sạch. Cùng với sự hết sạch những mỏ này thì sẽ phát sinh những yếu tố nghiêm trọng so với việc sản xuất lương thực, thực phẩm của quốc tế do phosphor là một thành phần cơ bản trong những loại phân bón .Thù hình màu trắng của phosphor hoàn toàn có thể được sản xuất theo nhiều cách khác nhau. Trong một quá trình, phosphat tricalci thu được từ những loại đá phosphat, được nung nóng trong những lò nung với sự xuất hiện của cacbon và silica. Phosphor dạng nguyên tố sau đó được giải phóng dưới dạng hơi và được tích lũy lại dưới dạng acid phosphorric .

Phòng ngừaSửa đổi

Đây là nguyên tố có độc tính với 50 mg là liều trung bình gây chết người ( phosphor trắng nói chung được coi là dạng ô nhiễm của phosphor trong khi phosphat và orthophosphat lại là những chất dinh dưỡng thiết yếu ). Thù hình phosphor trắng cần được dữ gìn và bảo vệ dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạt động hóa học rất cao với oxy trong khí quyển và gây ra nguy khốn cháy và thao tác với nó cần được triển khai bằng kẹp chuyên sử dụng do việc tiếp xúc trực tiếp với da hoàn toàn có thể sinh ra những vết bỏng nghiêm trọng. Ngộ độc mãn tính phosphor trắng so với những công nhân không được trang bị bảo lãnh lao động tốt dẫn đến chứng chết hoại xương hàm. Nuốt phải phosphor trắng hoàn toàn có thể sinh ra thực trạng mà trong y tế gọi là ” hội chứng phân bốc khói “. Các hợp chất hữu cơ của phosphor tạo ra một lớp lớn những chất, 1 số ít trong đó là cực kỳ độc. Các este florophosphat thuộc về số những chất độc thần kinh có hiệu lực thực thi hiện hành mạnh nhất mà người ta đã biết. Một loạt những hợp chất hữu cơ chứa phosphor được sử dụng bằng độc tính của chúng để làm những thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm v.v. Phần lớn những phosphat vô cơ là tương đối không độc và là những chất dinh dưỡng thiết yếu .Khi phosphor trắng bị đưa ra ánh sáng Mặt Trời hay bị đốt nóng thành dạng hơi ở 250 °C thì nó chuyển thành dạng phosphor đỏ, và nó không tự cháy trong không khí, do vậy nó không nguy khốn như phosphor trắng. Tuy nhiên, việc tiếp xúc với nó vẫn cần sự thận trọng do nó cũng hoàn toàn có thể chuyển thành dạng phosphor trắng trong một khoảng chừng nhiệt độ nhất định và nó cũng tỏa ra khói có độc tính cao chứa những oxide phosphor khi bị đốt nóng .

Khi bị phơi nhiễm phosphor, trong quá khứ người ta đề nghị rửa bằng dung dịch chứa 2% sulfat đồng CuSO4 để tạo ra một hợp chất không độc có thể rửa sạch. Tuy nhiên, theo báo cáo của Hải quân Mỹ Lưu trữ 2005-11-22 tại Wayback Machine gần đây thì “…sulfat đồng có độc tính và việc sử dụng nó sẽ được dừng lại. Sulfat đồng có thể gây độc cho thận và não cũng như phá hủy hồng cầu trong mạch máu.”

Hướng dẫn này cũng yêu cầu thay thế sửa chữa là ” dung dịch bicacbonat để trung hòa acid phosphorric … ” .Có thể tìm thêm tài liệu về giải quyết và xử lý ngộ độc phosphor tại Emergency War Surgery NATO Handbook : Phần I : Types of Wounds and Injuries : Chương III : Burn Injury : Chemical Burns And White Phosphorus injury .

Đồng vịSửa đổi

Các đồng vị phóng xạ của phosphor gồm có :

• P32: chất tạo bức xạ beta (1,71 MeV) với chu kỳ bán rã 14,3 ngày. Nó được dùng trong các phòng thí nghiệm khoa học nghiên cứu về sự sống, chủ yếu để tạo ra các mẫu DNA và RNA đánh dấu phóng xạ, ví dụ để sử dụng trong các phương pháp đánh dấu Northern hay đánh dấu Southern. Do các hạt beta cao năng lượng được tạo ra thâm nhập qua da và giác mạc, và do bất kỳ lượng P32 nào được đi vào cơ thể theo các đường tiêu hóa, hô hấp hay hấp thụ qua các đường khác đều kết hợp lại trong xương và các acid nucleic, OSHA yêu cầu là mọi người làm việc với P32 bắt buộc phải dùng quần áo bảo hộ, găng tay và kính bảo hộ, và phải tránh sự tiến hành công việc trên các thùng chứa hở để bảo vệ mắt. OSHA cũng yêu cầu phải có sự giám sát cá nhân, quần áo và bề mặt bị phơi nhiễm. Ngoài ra, do năng lượng cao của các hạt beta, thông thường người ta hay sử dụng các vật liệu nặng để che chắn (chẳng hạn chì), nhưng điều này lại tạo ra bức xạ thứ cấp các tia X, thông qua một tiến trình được biết đến như là Bremsstrahlung, có nghĩa là bức xạ phanh. Vì thế, các tấm che phải kèm theo với các vật liệu nhẹ như plexiglas, acrylic, lucit, chất dẻo, gỗ hay nước [1] Lưu trữ 2006-02-20 tại Wayback Machine.
• P33; chất tạo bức xạ beta (0,25 MeV) với chu kỳ bán rã 25,4 ngày. Nó được dùng trong các phòng thí nghiệm khoa học về sự sống trong các ứng dụng mà bức xạ beta thấp năng lượng là ưu thế hơn, ví dụ trong sắp xếp chuỗi DNA.

Hợp chấtSửa đổi

• Amoni phosphat ((NH4)3PO4)
• Phốtphin (phosphor trihydrua, PH3)
• Calci phosphat (Ca3(PO4)2)
• Supephosphat (Ca(H2PO4)2)
• Calci phosphide (Ca3P2)
• Sắt(III) phosphat (FePO4)
• Sắt(II) phosphat (Fe3(PO4)2)
• Acid hypophosphorrơ (H3PO2)
• Thuốc thử Lawesson
• Parathion
• Acid phosphorric (H3PO4)
• Acid phosphorơ (H3PO3)
• Phosphor pentabromide (PBr5)
• Phosphor pentoxide (P2O5)
• Phosphor tribromide (PBr3)
• Phosphor trichloride (PCl3)
• Phosphor triiodide (PI3)
• Sarin (C4H10FO2P)
• Somon
• Kali biphosphat (KH2PO4)
• Natri phosphat (Na3PO4)
• VX

Tham khảoSửa đổi

1. ^ webelements
2. ^ Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles L. B. (2006). Phosphorus(I) Iodide: A Versatile Metathesis Reagent for the Synthesis of Low Oxidation State Phosphorus Compounds. Inorganic Chemistry. 45 (17): 6864. doi:10.1021/ic060186o. PMID16903744.
3. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Lưu trữ 2012-01-12 tại Wayback Machine, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
4. ^ Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng, Bộ Khoa học và Công nghệ (2010). Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5530:2010 về Thuật ngữ hóa học – Danh pháp các nguyên tố và hợp chất hóa học. tr.7. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 7 năm 2020.

• Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos National, Hoa Kỳ  Phốtpho

Liên kết ngoàiSửa đổi

• WebElements.com  Phốtpho
• Entrez PubMed – Ngộ độc cấp tính phốtpho vàng