Φωσφόρος: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

|σχετική ατομική μάζα =30.973762(2)  amu amu

Ο '''φωσφόρος'''<ref>Σημείωση: Η λέξη ταυτίστηκε για από αρκετούς και για κάποιο χρονικό διάστημα με την έννοια του διαβόλου και γι' αυτό προτιμήθηκε η ονομασία φώσφορος, για λόγους διαχωρισμού. Τα σύχρονασύγχρονα ελληνόφωνα εγχειρίδια χημείας, σχεδόν αποκλειστικά, αναφέρουν το χημικό στοιχείο ως φωσφόρος και όχι ως φώσφορος, άσχετα πιο είναι ορθότερο.</ref> ([[αγγλική γλώσσα|αγγλικά]]: ''phosphorus'') είναι το [[αμέταλλο]] [[χημικό στοιχείο]] με [[χημικό σύμβολο]] '''P''', [[ατομικός αριθμός|ατομικό αριθμό]] [[15 (αριθμός)|15]] και [[ατομικό βάρος]] 30,97376 [[Ατομική μονάδα μάζας|amu]]. Είναι χημικό στοιχείο που βρίσκεται σε δυο κύριες [[αλλότροπα|αλλομορφές]], το λευκό φωσφόρο και τον ερυθρό φωσφόρο, αλλά εξαιτίας της μεγάλης του δραστικότητας, ο φωσφόρος δεν έχει βρεθεί ποτέ ως ελεύθερο χημικό στοιχείο στη [[Γη]]. Αντίθετα, ο φωσφόρος περιέχεται σε [[ορυκτό|ορυκτά]] και σχεδόν πανταπάντα βρίσκεται στην ανώτερη [[αριθμός οξείδωσης|οξειδωτική βαθμίδα]] του, δηλαδή στην +5, σε [[ανόργανη ένωση|ανόργανα]] φωσφορικά [[πέτρωμα|πετρώματα]].

Ο φωσφόρος είναι απαραίτητο χημικό στοιχείο για τη [[ζωή]]. Η φωσφορική ομάδα είναι συστατικό του [[DNA]], του [[RNA]] και του [[ATP]], και επίσης των [[φωσφολιπίδια|φωσφολιπιδίων]], από τα οποία σχηματίζονται οι [[Κυτταρική μεμβράνη|κυτταρικές μεμβράνες]]. Δείχνοντας πόσο στενά συνδεμένοςσυνδεδεμένος είναι ο φωσφόρος με τη ζωή, αυτό το χημικό στοιχείο απομονώθηκε για πρώτη φορά ανθρωπογενώς ως ελεύθερο χημικό στοιχείο από τα [[άνθρωπος|ανθρώπινα]] [[ούρα]] και η [[στάχτη]] [[οστό|οστών]] ήταν μια πρώιμη σημαντική πηγή φωσφόρου. Η χαμηλή [[Συγκέντρωση (χημεία)|συγκέντρωση]] φωσφορικών αποτελεί σημαντικό περιορισμό ανάπτυξης για κάποια υδάτινα [[οικοσύστημα|οικοσυστήματα]]. Σε [[οικονομία|οικονομική]] κλίμακα η μεγάλη πλειοψηφία των φωσφορούχων ενώσεων καταναλώνονται ως [[λίπασμα|λιπάσματα]]. Τα φωσφορούχα λιπάσματα χρειάζονται για να αναπληρώσουν το φωσφόρο που τα [[φυτά]] αφαιρούν από το [[έδαφος]]. Η ετήσια ζήτησή τους αυξάνει με διπλάσιο ρυθμό από την αντίστοιχη αύξηση του ανθρώπινου [[πληθυσμός|πληθυσμού]]<ref>Philpott, Tom (March–April 2013). "You Need Phosphorus to Live—and We're Running Out". ''Mother Jones''.</ref>. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν το ρόλο κάποιων [[οργανοφωσφορικές ενώσεις|οργανοφωσφορικών ενώσεων]] ως [[απορρυπαντικό|απορρυπαντικά]], [[εντομοκτόνο|εντομοκτόνα]] και [[Χημικό όπλο|αἐριααέρια νεύρων]]<ref>Herbert Diskowski, Thomas Hofmann "Phosphorus" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a19_505</ref>.

Το όνομα «φωσφόρος» στην [[Αρχαία Ελλάδα]] είχε δοθεί στον [[πλανήτης|πλανήτη]] [[Αφροδίτη (πλανήτης)|Αφροδίτη]] και προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «'''φῶς'''» και «'''φέρω'''», που στα νεότερα ελληνικά μεταφράζεται [[περίφραση|περιφραστικά]] «αυτός που φέρει φως», δηλαδή «(μετα)φορέας φωτός»<ref>Parkes & Mellor 1939, p. 717</ref>. Στην [[Αρχαιότητα|αρχαία εποχή]] δε γίνονταν διάκριση στον τονισμό και χρησιμοποιούνταν με όμοια σημασία και η λέξη «φώσφορος»<ref name="mellor-717">Parkes and Mellor, p. 717.</ref>. Στην [[Ελληνική Μυθολογία]] και παράδοση ο [[Αυγερινός]] είναι το «άστρο της αυγής» και ο Έσπερος ή Εσπερινός ή [[Αποσπερίτης]] ή Εωσφόρος είναι το «άστρο του δειλινού», αν και η τελευταία λέξη σταμάτησε να χρησιμοποιείται με αυτήν τη σημασία μετά την έλευση του [[Χριστιανισμός|Χριστιανισμού]], επειδή ταυτίστηκε με το [[διάβολος|διάβολο]].

Ο όρος «φωσφορώδες» αναφέρεται στην οξειδωτική βαθμίδα +3 του φωσφόρου, κατ' αναλογία με τον όρο «θειώδες» του [[θείο|θείου]] (S), και ο όρος «φωσφορικό» αναφέρταιαναφέρεται στην οξειδωτική βαθμίδα +5 του φωσφόρου, κατ' αναλογία με τον όρο «θειικό». Ο όρος «[[φωσφίνη]]» αναφέρεται στην οξειδωτική βαθμίδα -3 του φωσφόρου.

Παράλληλα όμως και ο [[Κούνκελ]] εργαζόμενος ανεξάρτητα παρήγαγε ίδια ουσία το [[1676]], ενώ ο Άγγλος φυσικός και χημικός [[ΜπόυλΡόμπερτ Μπόιλ]] μελέτησε τη νέα αυτή φωτοβόλο ουσία την οποία και ονόμασε ''noctiluca''. Έτσι το σύνηθες πλέον όνομα που καθιερώθηκε τότε για το στοιχείο αυτό ήταν ο ''αγγλικός φωσφόρος'' ή ''φωσφόρος του ΜπόυλΜπόιλ'' σε διάκριση από τον ''φωσφόρο της Μπολόνιας'' ή Βολωνίας που ήταν θειούχο [[βάριο]] με κάποιες άλλες προσμίξεις που εξέπεμπε όμως φως μόνο μετά από έκθεση στον Ήλιο.<br />

Ένα αιώνα αργότερα το [[1770]] ο [[Γκαν]] (Johan Gottlieb Gahn) ανακάλυψε ότι το κυριότερο στοιχείο των οστών είναι το φωσφορικό ασβέστιο και ο [[ Καρλ Βίλχελμ Σέελε|Σέελε]] (Carl Wilhelm Scheele) εξ αυτού καταφέρνει το [[1777]] να κατασκευάσει φωσφόρο από την τέφρα οστών. Το ίδιο δε έτος ο [[Λαβουαζιέ]] διαπιστώνει και την πραγματική φύση του φωσφόρου ως [[χημικό στοιχείο]] όπου και μελέτησε τις ιδιότητές του.

Ειδικότερα όμως ο φώσφορος αποτελεί βασικό συστατικό των φυτικών και ζωικών κυτάρωνκυττάρων. Απαντάται ιδίως στα οστά, τα ούρα, τα νεύρα, στους μυς, στον εγκέφαλο, στο νωτιαίο μυελό, στ'στα αυγά, στους σπόρους κ.λπ. Η συνήθης μορφή με την οποία βρίσκεται στον οργανισμό είναι η [[λεκιθίνη]] (ένας μικτός οργανικός εστέρας γλυκερίνης με φωσφορικό οξύ). Κατά την πορεία του μεταβολισμού οι λεκιθίνες διασπώνται και το φωσφορικό οξύ αποβάλλεται δια των νεφρών μαζί με τα ούρα. Επειδή δε το στοιχείο αυτό θεωρείται απαραίτητο στην ανάπτυξη του οργανισμού, θα πρέπει οι απώλειές του να αναπληρώνονται με λήψη φωσφορούχων τροφών. Τα φυτά λαμβάνουν το στοιχείο αυτό από το έδαφος (φωσφορικό ασβέστιο) που είναι διαλυτό στο νερό περιέχοντας ανθρακικό οξύ. Στα οστά ο φώσφορος βρίσκεται σε αναλογία 12% ως φωσφορικό ασβέστιο και γι' αυτό αποτελούσαν παλαιότερα την μοναδική πηγή παρασκευής του.

Σήμερα όμως ο φώσφορος παρασκευάζεται κατά μέθοδο που ανακαλύφθηκε το [[1829]] από τον [[ΒαίλερΦρήντριχ Βέλερ]] (Friedrich Wöhler) με άμεση αναγωγή του φωσφορικού ασβεστίου υπό άνθρακα με την παρουσία και διοξειδίου του πυριτίου, με την επίδραση του οποίου ελευθερώνεται πεντοξείδιο του φωσφόρου το οποίο στη συνέχεια ανάγεται υπό άνθρακα σε φωσφόρο.

Η μέθοδος αυτή απαιτεί υψηλή θερμοκρασία γι' αυτό και κατέστη δυνατή η εφαρμογή της μετά την εμφάνιση των ηλεκτρικών [[κάμινος|καμίνων]] που σήμερα λειτουργούν με [[βολταϊκό τόξο]] κονιοποιουμένου μίγματος φωσφορικού ασβεστίου (φωσφορίτη ή απατίτη) μαζί με κωκ σε θερμοκρασία περίπου 1500 βαθμούς Κελσίου. Το σχηματιζόμενο έτσι πυριτικό ασβέστιο σχηματίζει σε τέτοια θερμοκρασία τήγμα που απομακρύνεται από υφιστάμενη έξοδο στη βάση της καμίνου. Η δε κατανάλωση ρεύματος φθάνει τις 5Wh ανά kgr παραγόμενου φωσφόρου. Η μέθοδος αυτή ονομάζεται μέθοδος ΒάιλερΒέλερ.

Ο λευκός φώσφορος είναι σώμα λευκό που μοάζειμοιάζει με το κερί. ΕκτειθέμενοςΕκτεθειμένος στον Ήλιο καθίσταται κίτρινος. Λαμβάνεται κατά τη συνήθη παρασκευή του φωσφόρου. Διακρίνεται σε δύο τύπους: '''α''' και '''β'''.

:1. <u>Λευκός φώσφορος '''α'''</u>: [[Ειδικό βάρος]]: 1,83 [[Σημείο τήξης]]: 44,1 , [[Σημείο ζέσεως]]: 287° C περίπου (σε απουσία αέρος ή οξυγόνου). Είναι σώμα μαλακό που μπορεί εύκλαεύκολα να κοπεί με μαχαίρι. Σε θερμοκρασίες κατώτερες των 5° C γίνεται στιλπνός και κρυσταλλικός. Διαλύεται ελάχιστα στο νερό (ενα προς 300.000 μέρη νερουνερού), πολύ όμως ευκολαεύκολα σε οργανικούς [[διαλύτης|διαλύτες]] και ιδίως σε διθειάνθρακα σε αναλογία 9:1, μέχρι ακόμη και σε ελαιόλαδο. Από την εξάτμιση των διθειανθρακικών διαλυμάτων του "φωσφόρου α" λαμβάνεται αυτός σε [[κρύσταλλος|κρυσταλλική μορφή]] (ρομβικά δεκάεδρα).

:2. <u>Λευκός φώσφορος '''β'''</u>: Ο ''τύπου β'' λαμβάνεται δια ψύξεως του ''α τύπου'' στους -77° C ή με άσκηση επ΄αυτού [[πίεση|πίεσης]] 12.000 [[ατμόσφαιρα (μονάδα)|atm]] όπου και [[κρύσταλλος|κρυσταλλούταικρυσταλλοποιείται]] στο εξαγωγικό σύστημα.

Ο ερυθρός φώσφορος είναι ένα ερυθροϊώδες μικροκρυσταλλικό στερεό με [[Ειδικό βάρος]]: 2,1 , [[Σημείο τήξεως]] 500-600° C. Λαμβάνεται με [[πύρωση]] του λευκού για λίγες ώρες στους 240° C σε αδρανή ατμόσφαιρα (αζώτου). Το σημείο μετατροπής του είναι μεταξύ 230-250° C ενώ σε μεγαλύτερη θερμοκρασία το φαινόμενο αυτό γίνεται αντιστρεπτό. Ατμοί ερυθρού φωσφόρου αν ψυχθούν αποθέτουν λευκό φώσφορο. Η αντίδραση μετατροπής του λευκού σε ερυθρό είναι εξώθερμη παρουσιάζοντας έκλυση 3,7 χιλιοθερμίδες ανά [[γραμμομόριο]].

Ο πορφυρός φώσφορος λαμβάνεται υπό μορφή άμορφης πορφυράς σκόνης με [[Ειδικό βάρος]]: 1,87 , δια βρασμού διαλύματος 10% λευκού φωσφόρου σε τριβρωμίδιο του φωσφόρου επί 10 ώρες περίπου, ή διά θερμάνσεως του τριβρωμιδίου με υδράργυρο στους 240° C. Είναι περισσότερος δραστικός από τον ερυθρό, διαφέρει δε από το λευκό στο ότι οξειδώνεται βραδύτερα στον αέρα και δεν παρουσιάζει τοξικές ιδιότητες. Διαλύεται στα [[αλκάλια]] με έκλυση [[φωσφίνη|φωσφίνης]]ς. Στο μόριο του πορφυρού φωσφόρου αποδίδεται ο τύπος '''Ρ₂'''.

# Τα [[φωσφορώδες οξύ|φωσφορώδη οξέα]] ή ορθοφωσφορώδη οξέα (το φωσφορώδες οξύ έχει χημικό τύπο H₃PO₃, ενώ με αντικατάσταση στον τύπο ενός ατόμου υδρογόνου ή και ενός υδροξυλίου από οργανική ρίζα (R), παράγονται τα [[οργανοφωσφορώδη οξέα]]).

# Τα [[φωσφορικό οξύ|φωσφορικά οξέα]] ή ορθοφωσφορρικά οξέα [το φωσφορικό οξύ έχει χημικό τύπο H₃PO₄, ενώ με αντικατάσταση στον τύπο ενός ή δύο (2) υδροξυλίων από οργανική ρίζα (R), παράγονται τα [[οργανοφωσφικά οξέα]] ].

# Τα [[πυροφωσφορικά οξύ|πυροφωσφορικό οξέα]] [το πυροφωσφορικό οξύ έχει χημικό τύπο H₄P₂O₇, ενώ με αντικατάσταση στον τύπο έως και τριών (3) υδροξυλίων από οργανική ρίζα (R), παράγονται τα [[οργανοπυροφωσφικά οξέα]] ].

# Τα [[τριφωσφορικά οξύ|τριφωσφορικό οξέα]] [το τριφωσφορικό οξύ έχει χημικό τύπο H₅P₃O₁₀, ενώ με αντικατάσταση στον τύπο έως και τεσσάρων (4) υδροξυλίων από οργανική ρίζα (R), παράγονται τα [[οργανοτριφωσφικά οξέα]] ].

# Τα [[μεταφωσφορικά οξέα]] [τα μεταφωσφορικά οξέα έχουν χημικό τύπο (HPO₃)_n , όπου n = 3 ή 4, ενώ με αντικατάσταση στον τύπο ενός έως και n-1 υδροξυλίων από οργανική ρίζα (R), παράγονται τα [[οργανομεταφωσφορικά οξέα]] ].

{{παραπομπές|230em}}