黑磷

黑磷，分子式P₄，分子量123.89，是一种黑色斜方晶体，具有金属光泽。相对密度2.70，着火点490℃。不溶于二硫化碳和浓硫酸。加热至453℃升华并转变为红磷。黑磷的化学活性比紫磷低，通常难以发生化学反应。其晶体具有类似石墨的片状结构，属于层状晶型：同一层内每个磷原子与三个相邻磷原子相连，距离为2.18Å，键角102°；与相邻层内最近的磷原子距离为3.68Å。因此，在黑磷中，层与层之间的结合力比层内的结合力弱，但它仍具有导电性。黑磷可通过将黄磷在约1.2×10⁹ Pa（相当于12000倍标准大气压）压力下加热至200℃制得。
黑磷的发现可追溯至20世纪初。1914年，美国物理学家、诺贝尔奖得主珀西·布里奇曼（Percy W. Bridgman）在哈佛大学实验室进行高压物理研究时，将白磷置于200°C和1.2 GPa的高压条件下加热处理，首次成功合成了黑磷晶体。这一发现确立了黑磷作为磷的一种热力学稳定同素异形体的地位。然而，由于当时的制备工艺需要极高的温度和压力，设备昂贵且操作复杂，加之其性质与当时主流的半导体材料并无压倒性优势，因此在随后的几十年里，黑磷并未引起科学界的广泛关注，更多停留在基础物理性质的研究阶段。