عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
15P

فوسفور

فوسفور عنصر كيميائي عدده الذري 15 ورمزه P. يقع في الدورة 3، المجموعة 15 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Ne] 3s2 3p3.

العدد الذري15
الكتلة الذرية القياسية30.973761998(5)
المجموعة15
الدورة3
القطاعp
التوزيع الإلكتروني[Ne] 3s2 3p3
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

التوزيع الإلكتروني لـفوسفور هو [Ne] 3s2 3p3. يحدد توزيع الإلكترونات في الأغلفة وتحت المستويات الخارجية كيفية تكوين الذرة للروابط وحالات الأكسدة الأكثر احتمالاً.

لفهم التفاعلية يجب قراءة التوزيع الإلكتروني مع موقع العنصر في الجدول الدوري. فهما يوضحان إلكترونات التكافؤ والحجب الإلكتروني وحجم الذرة وميلها إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن فوسفور أنواعاً مختلفة من المواد بحسب بنيته الإلكترونية وبيئته الكيميائية. قد تكون الأكاسيد والهاليدات والهيدريدات والسبائك أو المركبات التساهمية مهمة، وتحدد حالة الأكسدة البنية ونوع الروابط والتفاعلية.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 1.823 g/cm³. يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد فوسفور وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر فوسفور في تطبيقات مرتبطة بـإنتاج الأسمدة، علم الأحياء وأعواد الثقاب. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

إنتاج الأسمدة

تدخل مركبات فوسفور في الأسمدة أو تغذية النبات عندما يكون هذا العنصر ضرورياً للنمو والتمثيل الغذائي.

علم الأحياء

تشارك أيونات فوسفور أو مركباته في تراكيب حيوية أو إنزيمات أو إشارات خلوية أو عمليات أيضية.

أعواد الثقاب

تدخل كيمياء فوسفور في أنظمة إشعال أعواد الثقاب، وخصوصاً أسطح الاحتكاك في أعواد الأمان.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع فوسفور في الدورة 3 والمجموعة 15. العناصر المجاورة المعروضة هي: كربون؛ نيتروجين؛ أكسجين؛ سيليكون؛ كبريت؛ جرمانيوم؛ زرنيخ؛ سيلينيوم. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلافلز متعدد الذرات
الحالة عند درجة حرارة الغرفةصلب
الأغلفة الإلكترونية2 · 8 · 5
الكثافة1.823 g/cm³
نقطة الانصهار—
نقطة الغليان—
الكهرسلبية على مقياس باولنغ2.19
طاقة التأين الأولى1 012 kJ/mol
الألفة الإلكترونية72.04 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف فوسفور بأعمال هينيغ براند. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

الكتلة الذرية القياسية المدرجة لـفوسفور هي 30.973761998(5). تمثل هذه القيمة تركيب النظائر في المواد الطبيعية على الأرض، لا كتلة ذرة واحدة بعينها.

لـفوسفور نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر فوسفور على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.