白磷

黄磷，分子式P4，又称白磷。磷的同素异形体之一。黄磷有α-黄磷和β-黄磷。一般所谓黄磷是指α-黄磷而言，β-黄磷是将α-黄磷冷却到-77K以下才得到的。白磷在400℃密闭加热数小时会转化为红磷: 白磷⇌红磷+16.7kJ。纯品为黄色或白色蜡状立方晶体或透明结晶性固体，有亚臭蒜气味，剧毒。见光颜色变暗，在暗处能发磷光。相对密度 1.82(20℃)，熔点44.1℃，沸点280℃。在空气中34℃时能自燃并冒白烟。不溶于冷水和醇，微溶于热水，易溶于二硫化碳，溶于苯、氨、强碱、乙醚、三氯 甲烷、甲苯、丙酮和四氯化碳。与卤族元素激烈反应，在氯气中自行起火，遇液体氯或溴可爆炸，与冷浓硝酸激烈反应生成磷酸，与碱(苛性碱)溶液共热放出磷化氢，须保存在水中。黄磷可由磷灰石、硅石和焦炭按一定配比混合, 在电炉中熔融得黄磷蒸气, 再经迅速冷却而制得。其反应式如下: 4Ca5F(PO4)3+21SiO2+30C→ 3P4+30CO+SiF4+20CaSiO3。 磷的同素异形体有白磷、红磷、黑磷、紫磷，它们拥有不同的分子结构，从而晶体构型也不同，最终表现为物理化学性质差异。
白磷是磷氏家族中最活泼、脾气也最火爆的小弟，这是因为其分子结构中的四个磷原子构成了一个正四面体，理论键角为60°，但实际上其分子中的P-P键98%是P原子间分别用3p轨道“肩靠肩”重叠形成的共价键，而p轨道成键的键角一般是90°，为了努力向60°靠近，P-P键受到了很大应力而弯曲，非常不稳定，因而具有很高的化学活性，着火点只有40 ℃，在空间中就会自燃生成大量浓烟。也是因为这种属性，没法儿在室温下用X射线衍射去探测它的实际晶体结构。

黑磷是这个家中最稳重的大哥，脾气最好最冷静，它是具有金属光泽的黑色晶体，能导电，着火点为490 ℃，通常难以发生化学反应。1914年美国物理学家Bridgman首次在高压高温条件下用白磷合成了黑磷这种同素异构体。同红磷一样，它有着极为复杂的空间结构，因而也只能以P作为其化学式。
紫磷是目前已知最稳定的磷的同素异形体。
红磷又名赤磷，为紫红色或略带棕色的无定形粉末，有光泽，无毒。红磷要在240℃左右才能燃烧。红磷以P4四面体的单键形成链或环的高聚合结构，具有较高的稳定性。若不加压则不熔化而升华，汽化后再冷凝则得白磷。1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定它与白磷是同素异形体。但和白磷的简单结构相比，红磷的结构更为复杂，且至今尚未有明确结论，因此它还未有具体分子式，一般以P作为其化学式。1947年，Roth等人报道了红磷至少存在五种不同同素异形体I~V。 参见黄磷。 对皮肤有烧伤作用。急性中毒时会出现腹痛、腹泻，吐出物有大蒜味，在暗处能发光。
皮肤被黄磷烧伤时，立即用大量的水冲洗，并在水洗下用木刮片将黄磷除净。如溅入眼内，应立即用大量水冲洗后，送医院治疗。被黄磷烧着的衣服须用水浇灭，并用水浇时立即脱下。误服黄磷引起急性中毒时，用0.2%高锰酸钾或1%硫酸铜溶液反复洗胃，至洗出液中黄磷的气味消失为止。成人误服50 mg/kg可致死。
最高容许浓度为0.03 mg/kg。
操作时要穿工作服、戴防毒口罩等劳保用品。严禁在车间吃东西、吸烟；下班后淋浴。生产过程应密闭、通风良好。生产工人每半年体检一次，应给予保健饮食。 黄磷可用铁桶盛装，桶内盛水，将黄磷浸没于水中。包装上应有明显的 “自燃物品”及“剧毒品”标志。应贮存于较阴凉的库房内，与爆炸品、氧化剂、卤素、强酸和氧气隔离存放，远离热源与火种。操作时应戴防护用具，防止与皮肤接触，切勿入口。 白磷是一种磷的单质，化学式为P4。外观为白色或黄色蜡状固体，质软，可用刀切割。不溶于水，微溶于醇，溶于液碱、苯、乙醚、氯仿、甲苯，易溶于二硫化碳。燃点低，所以大部分白磷都储存在水中，在空气中很短时间就会冒烟继而燃烧。人的手温更容易使它燃烧，所以取用白磷时必须用镊子去取，绝对不能用手指去接触，否则手就会被灼烧，造成疼痛难愈的灼伤。白磷还是一种剧毒的物质。人的中毒剂量为15mg，致死量为50mg。 黄磷主要用于生产赤磷、磷酸和磷化物，也用于制造农药和灭鼠药，在国防上可用于生产燃烧弹、烟幕弹和信号弹。

1.将磷矿石在高温下，用碳还原生成磷蒸气，经冷凝后制得黄磷。还原反应在高炉内进行时称为高炉法；在电炉内进行时称为电炉法。用电炉法生产黄磷有产品质量好，劳动生产率高，生产成本低的优点，目前国内外普遍采用电炉法生产，而且电炉向大型化发展。

2.电炉法将磷矿石、焦炭和硅石分别破碎至规定粒度，然后按规定比例混合，混合料在密闭的三相电炉中于1400～1500℃高温下熔融进行还原反应，生成的磷蒸气经冷凝塔冷却，凝聚成液滴，与机械杂质一起进入塔底集磷槽中，即得粗磷。将粗磷在精制锅中用蒸汽加热、搅拌、澄清后，纯磷沉积在锅底。放入黄磷池，冷却成型后，制得黄磷成品。集磷槽底的磷泥定期取出，作回收磷用。从冷凝塔出来的尾气含一氧化碳80%～90％，可用作燃料，也可供制甲酸或草酸用。炉渣定期排出，供制水泥、砖和矿渣棉等建筑材料。磷铁（含21%～22%P,63%～73%％Fe）定期排出，供冶金工业用。