元素的基本信息
元素符号:P
原子序数:15
中文名称及拼音:lín
英文名称:Phosphorus
相对原子质量:30.974
原子核外电子排布式:[Ne]3s23p3
重要的同位素及其天然丰度:31P 100%
常见的同素异形体:白磷,红磷,黑磷等
地壳中的含量(mg·kg-1):1.05×103
海洋中的含量(mg·L-1):6×10–2
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):780
人体中含量占体重百分数(%):1.1
常见氧化态:-3,0,+1,+3,+5
元素电负性:2.19
原子半径(pm):110(单键),100(双键),93(三键)
离子半径(pm):212(P3-,CN=6),44(P3+,CN=6),
17(P5+,CN=4),38(P5+,CN=6)
元素第一电离能(kJ·mol-1):1011.8
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):72.037





单质的基本物理量
化学式:P
熔点(°C):44.15(白磷),579.2(红磷)
沸点(°C):280.5(白磷),431(红磷,升华点)
密度(g·cm-3):1.823(白磷),2.16(红磷),
2.69(黑磷)
比热容298.15K(mol-1·K-1):23.8(白磷),
21.2(红磷)
熔化热(kJ·mol-1):0.659(白磷),
18.54(红磷)
汽化热(kJ·mol-1):12.4(白磷)
注:白磷在其沸点280.5℃时的数据
原子化焓(kJ·mol-1):316.5±1.0
单质的热力学数据
化学式:P
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(s,白磷),316.5(g,白磷),
-17.6(s,红磷),-39.3(s,黑磷)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(s,白磷),280.1(g,白磷)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
41.1(s,白磷),163.2(g,白磷),
22.8(s,红磷)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:磷灰石、磷锶铝石、鸟粪石、蓝铁石。
常见存在形式的化学式:3Ca3(PO4)2·CaR2,SrAl3(PO4)2(OH)5·H2O, Mg(NH4)PO4·6H2O,Fe3(PO4)2·8H2O
主要存在地:摩洛哥、西撒哈拉、南非、美国、中国、约旦和俄罗斯。我国磷矿主要分布在云南、贵州、四川、湖北等地。
其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
P(red) + 3H+ + 3e- ⇌ PH3(g)
-0.111
P(white) + 3H+ + 3e- ⇌ PH3(g)
-0.063
P + 3H2O + 3e- ⇌ PH3(g) + 3OH-
-0.87
H2PO-2 + e- ⇌ P + 2OH-
-1.82
H3PO2 + H+ + e- ⇌ P + 2H2O
-0.508
H3PO3 + 2H+ + 2e- ⇌ H3PO2 + H2O
-0.499
H3PO3 + 3H+ + 3e- ⇌ P + 3H2O
-0.454
HPO2-3 + 2H2O + 2e- ⇌ H2PO-2 + 3OH-
-1.65
HPO2-3 + 2H2O + 3e- ⇌ P + 5OH-
-1.71
H3PO4 + 2H+ + 2e- ⇌ H3PO3 + H2O
-0.276
PO3-4 + 2H2O + 2e- ⇌HPO2-3 + 3OH-
-1.05

元素发现简史
发现时间、发现者:

1669年 德国炼金术士布朗特(Brandt)

命名时间、命名者:

1669年 德国炼金术士布朗特(Brandt)

命名的意思:

源于拉丁语phosphorus(冷光)。

发现简史:

磷元素的发现者是德国汉堡的炼金术士布朗特(Brandt)。一开始,他希望的是能够得到传说中的“哲人石”来点石成金。他将尿液放置数天发出臭味之后再将其煮沸成糊状,同时将蒸汽通入水中,得到了白色蜡状的物质。然而,这些蜡状的物质并没有如他所期望的那样点石成金,反而是在黑暗中发出淡淡冷光。布朗特据此引用拉丁语中的“phosphorus(冷光)”一词命名这种蜡状物质。我们现在知道他其实是加热磷酸氢铵从而分解得到了单质磷。

布朗特一开始并未将此实验方案公布,但之后由于手头缺钱,将实验方案卖给了克拉夫特(D.Krafft),后者游历欧洲,将制备方案告诉了近代化学的重要奠基人——英国化学家玻意耳(Robert Boyle)。玻意耳成功地改进了实验方案,他仍以尿液为原料,加入二氧化硅和木炭加热,得到了磷单质并研究了磷的化合物性质。

1796年,化学家在人的骨骼中发现了磷酸钙,并从骨灰中提取了磷元素。之后很长一段时间,磷的生产原料都是骨灰或者粪便。直到1850年,人们改用磷酸盐矿石来制备磷。

参考文献
[1] [2019-10-31]. https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorus#History.
[2] [2019-10-31]. https://www.rsc.org/periodic-table/element/15/Phosphorus.