Phosphor

Allgemeine Eigenschaften
Name Phosphor, engl. "phosphorus"
Formelzeichen P
Ordnungszahl 15
Isotope (%) 31P - 100
Alle Isotope künstlich nein
  • Phosphor ist ein Nichtmetall und kommt in drei kristallinen Modifikationen vor:
    • Weißer Phosphor: 
      • Wachsartige, nach Knoblauch riechende Modifikation aus tetraedrischen P4-Molekülen.
      • Ist instabil und entflammt an der Luft ohne weitere Aktivierung, durch die bei der Oxidation entstehende Wärme. Dabei entsteht Phosphorpentoxid (P2O5), das sich in Wasser zur Phosphorsäure löst.
      • Leuchtet (im Dunkeln wahrnehmbar), was auf der langsamen stufenweisen Oxidation beruht. Zu deren Verhinderung wird weißer Phosphor unter Wasser aufbewahrt.
      • Sehr giftig, bereits Dosen um 50 mg sind tödlich.
    • Violetter Phosphor 
    • Schwarzer Phosphor
      • Metallisch glänzende Modifikation 
  • Zusätzlich tritt eine amorphe Form auf:
    •  Roter Phosphor.
  • Roter, violetter und schwarzer Phosphor sind deutlich weniger reaktionsfreudig und giftig als weißer Phosphor..

 

Chemische Eigenschaften
Elektronegativität nach Pauling (Oxidationsstufe) 2,19 (III)
Elektronenkonfiguration 1s22s22p63s23p3
Oxidationszahlen +5, +3, -3, -5
bevorzugt +5

 

Physikalische Eigenschaften (Modifikation: weißer Phosphor)
Mittlere Atommasse (u) 30,973761 ± 2
Dichte (g/cm3) 1,8232
Schmelztemperatur (°C) 44,1
Siedetemperatur (°C) 280,5
Härte (Mohs) 1,5-2
Atomradius (pm) 110,5
Ionenradius (pm bei Ladung bzw. Oxidationszahl) 44 (3+)
1. Ionisierungsenergie (kj/mol bei 25° C) 1018

 

Radioaktive Eigenschaften
Alle Isotope radioaktiv nein
Langlebigstes Isotop  
Halbwertszeit  
Strahlungsart  

 

Geschichtliches
1669 Entdeckung durch H. Brand (Hamburg, Deutschland)
  • Der Name leitet sich vom griechischen phosphoros ("Lichtträger") ab.

 

Vorkommen
  • Phosphor findet sich in der Natur vor allem in Form der Phosphatminerale Phosphorit [Ca3(PO4)2 · Ca(OH)2] und Apatit [Ca3(PO4)2 · Ca(F, Cl, OH)2].
  • Phosphor findet sich bei Tieren in Knochen und Zähnen. Phosphorsäureester wie ATP sind essentielle Substanzen im gesamten Stoffwechselprozess.

 

Verwendung
  • Weißer Phosphor wird v.a. zur Herstellung von Phosphoroxiden, Phosphorsäuren sowie davon abgeleiteten Verbindungen verwendet, z.B. PCl3 oder PCl5 als Chlorierungsmittel für die organische Chemie.
  • Roter Phosphor ist Bestandteil der Reibflächen für Zündhölzer. 

 

Herstellung
  • Durch Reduktion von Phosphatmineralien mit Hilfe von Kohle im Elektroofen.

 

Nachweis

Phosphat

Phosphinat

Phosphonat

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