# 磷

**磷嘅特性**|

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| 硅 - **磷** - 硫 |
| 氮 **磷** 砷   |
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元素周期表 |

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| 總體特性 |
| 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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| 同位素 | 豐度 | 半衰期 | 衰變模式 | 衰變能量 MeV | 衰變產物 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 31P | **100 %** | 穩定 |

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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 |

**磷**（粵拼：leon6\*4）係一種化學元素，佢嘅化學符號係**P**，佢嘅原子序數係15。

## 性狀

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

* 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

* 白磷（黃磷）
	+ 化學式：P4
	+ 淡黃蠟似半透明可以結晶嘅固體，喺黑暗中可以發光。喺特臭，劇毒。比重係1.83，熔點係44.4，沸點係287度。

* 紅磷（赤磷）
	+ 化學結構係巨型共價分子。
	+ 化學式一般寫成P。
	+ 鮮紅色粉末，冇毒，比重係2.296，熔點係725度，係黃磷於壓力下惰氣中加熱8-10日而得出嚟。

* 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

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

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

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

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

已發現磷嘅同位素總共有13種，包括磷27至到磷39，其中只有磷31係穩定，其他同位素都有放射性。

## 含氧酸

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 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 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

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

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

* 氮族元素