红磷

元素磷于1669年由HennigBrand发现。大约200年后，詹姆斯·雷德曼（JamesReadman）开发了一种使用电炉从磷矿石中回收磷的方法。磷是地球上分布最广泛的元素之一，在几乎所有火成岩，沉积物沉积物和海床中都以磷酸盐形式发现。磷存在于300多种矿物质中，通常与Ca，Mg，Fe，Sr，Al，Na和其他几种金属以及诸如硅酸盐，硫酸盐，氧化物，氢氧化物和卤化物之类的阴离子有关。磷是所有生物中必不可少的元素，在生物和生态过程中至关重要，它发生在DNA和其他核酸以及骨骼中。磷用于烟火，炸弹，燃烧弹和安全火柴，它也用于有机合成，磷酸，三氯化磷，膦和其他化合物的生产。

磷的三种同素异形体固相中的元素磷以三种主要的同素异形体存在：（1）可能以α或β修饰形式出现的白磷或黄磷；（2）红磷；和（3）黑磷。白磷是一种白色，柔软，蜡状的透明物质，经常由于杂质呈现黄色。有大蒜味。它由立方晶体组成，密度为1.82g/cm3，在44.1℃熔化为无色或微黄色液体。X射线衍射研究和31P-NMR分析表明，四面体P4分子的原子间距离为2.21Å，并且这些分子能够在晶体中自由旋转。当冷却至–76.9°C以下时，立方α形式转化为密度为1.88g/cm3的六边形β变体。与α形式不同，β形式在晶体中不能自由旋转，但晶格中P4分子的方向固定。在230至240℃下加热，白磷转化为红磷，完全转化在48小时内完成，此反应可由硫，碘和硒作催化剂。红色同素异形体还会从液态磷或白磷溶液中缓慢沉积析出，其沉积速率和产率取决于催化剂，温度，光和其他因素。红磷表现出不同形式，有三种常见形式，一种是常温下的无定形形式，还有两种晶体变体，这两种变体包括三斜晶形体和六边形或四边形体。还存在一些其他形体，所有这些形体可以共存。在常温下，红磷的三斜变化是所有同素异形体中最稳定的。红磷Chemicalbook的密度为2.0至2.31g/cm3，在590°C时熔化。黑磷是磷的第三种主要同素异形形式。它以两种形式出现，一种是具有类似于石墨的层状结构的无定形变体，另一种是正交晶体。黑磷的密度可能在2.20至2.69g/cm3之间变化。黑磷是通过将白磷在约10,000个大气压的极高压力下在220°C加热下而获得。当任何形式的固态磷（白色，红色或黑色）熔化时，会形成相同的液态磷。该液体的密度为1.74g/cm3，在50℃下的粘度为1.69厘泊。液态磷在280.5°C沸腾。冷却后，液态磷固化为白磷。液态磷及其蒸气由四面体P4分子组成，蒸气在迅速凝结后也转化为白磷。白色和红色磷具有高电阻率，而黑磷在0°C下具有0.71ohm-cm的低电阻率。三种磷的溶解度也相差很大。白磷可溶于许多有机溶剂。它在二硫化碳中的溶解度非常高，在0°C时约400g/100g的溶剂，在苯中适度溶解（在25°C时约〜3.59g/100g），在乙醚中的溶解度较低（在25°C时约1.5g/100g）°C）。红磷和黑磷不溶于有机溶剂。白磷是一种易燃固体，在35°C的空气中自燃。红色和黑色磷不易燃，黑磷很难点燃。