Élément chimique · fiche de référence

15P

Phosphore

Le phosphore est l’élément 15 (P), situé en période 3, groupe 15 et dans le bloc p. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Ne] 3s2 3p3.

Numéro atomique15

Poids atomique standard30,973761998(5)

Groupe15

Période3

Blocp

Configuration électronique[Ne] 3s2 3p3

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les atomes du groupe 15 possèdent cinq électrons de valence. Ils peuvent former trois liaisons covalentes, participer à des liaisons multiples ou adopter plusieurs états d’oxydation selon l’élément et ses partenaires chimiques.

La configuration [Ne] 3s2 3p3 place phosphore dans cette famille, mais le comportement évolue fortement entre l’azote et le phosphore, non métalliques, et les membres plus lourds au caractère davantage métallique.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

Hydrures, oxydes, oxoacides ou oxoanions, halogénures et composés avec les métaux sont fréquents. Les états d’oxydation s’étendent de −3 à des valeurs positives, mais leur stabilité change fortement de l’azote au bismuth.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 1,823 g/cm³. Lorsqu’une température de changement d’état n’est pas indiquée, le comportement peut dépendre fortement de l’allotrope ou de la pression, ou ne pas disposer d’une valeur de référence suffisamment robuste. La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le phosphore ne se rencontre pas libre dans la nature : il est surtout présent sous forme de phosphates. Ces composés sont essentiels à la vie et à l’agriculture ; une grande partie des phosphates industriels sert à fabriquer des engrais, tandis que le phosphore rouge est notamment utilisé dans les allumettes de sûreté.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

production d’engrais

Le phosphore intervient dans la chimie des engrais ou dans les procédés industriels qui fournissent des nutriments essentiels aux plantes.

biologie

Les ions ou composés du phosphore interviennent dans des structures biologiques, enzymes, signaux cellulaires ou voies métaboliques.

allumettes

La chimie du phosphore intervient dans l’allumage des allumettes, notamment sur la surface de friction des allumettes de sûreté.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le phosphore est en période 3 et dans le groupe 15. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre le silicium et le soufre sur la même période ; l’azote est au-dessus et l’arsenic au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationnon-métal

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 5

Masse volumique1,823 g/cm³

Point de fusion—

Point d’ébullition—

Électronégativité de Pauling2,19

Première énergie d’ionisation1 012 kJ/mol

Affinité électronique72,04 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du phosphore est associée à Hennig Brand. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 30.973761998(5). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le phosphore possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Les risques associés au phosphore dépendent de la forme chimique, de la dose et de la voie d’exposition. Le phosphore élémentaire, ses ions et ses composés peuvent avoir des effets biologiques très différents : il faut consulter les données de sécurité de la substance réellement manipulée.