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       磷在自然界中總是以磷酸鹽的形式出現(xiàn)的，例如磷酸鈣Ca3（PO4）2、磷灰石Ca5F（PO4）3。磷是生物體中不可缺少的元素之一。在植物體中磷主要含于種子的蛋白質(zhì)中，在動(dòng)物體中則含于腦、血液和神經(jīng)組織的蛋白質(zhì)中、骨骼中也含有磷。

       制備單質(zhì)磷是將酸鈣礦混以石英砂（SiO2）和炭粉放在1773K左右的電爐中加熱。

2Ca3（PO4）2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO

把生成的磷蒸氣和CO通過(guò)冷水，磷便凝結(jié)成白色固體。

       磷有多種同素異性體，如白磷、紅（或紫）磷和黑磷，其中常見(jiàn)的是白磷和紅磷。

       純白磷是無(wú)色而透明的晶體，遇光即逐浙變?yōu)辄S色，所以又叫黃磷。黃磷劇毒，誤食0．1克就能致死，皮膚若經(jīng)常接觸到單質(zhì)磷也會(huì)引起吸收中毒。白磷不溶于水易于CS2中，經(jīng)測(cè)定，不論在溶液中或在蒸氣狀態(tài)，磷的分子量都相當(dāng)于分子式P4。磷蒸氣熱至1073K，P4開(kāi)始分解為P2，磷的雙原子分子結(jié)構(gòu)與氮相同，是P≡P。白磷晶體是由P4分子組成的分子晶體。P4分子是四面體構(gòu)型（見(jiàn)圖13－3），分子中P—P鍵長(zhǎng)是221pm，∠PPP鍵角是60°，在P4分子中每個(gè)磷原子用它的3個(gè)p軌道與另外三個(gè)磷原子的p軌道間形成三個(gè)σ鍵時(shí)，這種純p軌道間的鍵角應(yīng)為90°（理論上研究認(rèn)為在這分子中的P—P鍵是98％3p軌道形成的鍵，而3s和3d僅占很少成分），實(shí)際上卻是60°。所以P4分子具有張力，這種張力的存在使每一個(gè)P—P鍵的鍵能減弱，易于斷裂，使黃磷在常溫下有很高的化學(xué)活性。從熱力學(xué)上看，它傾向于轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的同素異性體紅磷，轉(zhuǎn)化過(guò)程不僅有熱量放出，△G°298值也是負(fù)的，但因轉(zhuǎn)變的活化能較高，必須在加熱條件下才能發(fā)生。

P（黃磷）→ P（紅磷）              △H°298＝－18kJ·mol-1

       黃磷和潮濕空氣接觸時(shí)發(fā)生緩慢氧化作用，部分的反應(yīng)能量以光能的形式放出，故在暗處可以看到黃磷發(fā)光。當(dāng)黃磷在空氣中緩慢氧化到表面上積聚的熱量達(dá)到它的燃點(diǎn)，便發(fā)生自燃，因此通常黃磷要貯存于水中以隔絕空氣。

       黃磷與鹵素單質(zhì)反應(yīng)猛烈，它在氯氣中能自燃，遇液氯或溴會(huì)發(fā)生爆炸，與冷濃硝酸反應(yīng)激烈生成磷酸，與熱的濃堿溶液反應(yīng)生成磷化氫和次磷酸鹽，

P4＋3KOH＋3H2O=（加熱）PH3↑＋3KH2PO2

黃磷能將金、銅、銀等從它們的鹽中還原出來(lái)。黃磷與熱的銅鹽反應(yīng)生成磷化亞銅，在冷溶液中則析出銅，

11P+15CuSO4+24H2O=（加熱）5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4

2P+5CuSO4+8H2O=（加熱）5Cu+2H3PO4+5H2SO4

如不慎黃磷沾到皮上，可用CuSO4溶液沖洗，利用磷的還原性來(lái)解毒。

       將黃磷隔絕空氣加熱到533K，它轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷。紅磷是紫磷的無(wú)定形體，是一種暗紅色的粉末，它不溶于水、堿和CS2中，沒(méi)有毒性，加熱到673K以上才著火。在氯氣中加熱紅磷生成氯化物，不象黃磷那樣遇到氯氣即著火，但它易被硝酸氧化為磷酸，與KClO3摩擦即著火，甚至爆炸。紅磷與空氣長(zhǎng)期接觸也會(huì)極其緩慢地氧化，形成易吸水的氧化物，所以紅磷保存在未密閉的容器中會(huì)逐漸潮解，使用前應(yīng)小心用水洗滌、過(guò)濾和烘干。

       有人認(rèn)為，紅磷的結(jié)構(gòu)是P4四面體的一個(gè)P—P鍵破裂后相互結(jié)合起來(lái)的長(zhǎng)鏈狀組成。如圖13－4：

       將黃磷溶于熔鉛中，冷卻后可得紫磷，或?qū)⒓t磷封于管中熱至773K使其升華也得紫磷。

       黑磷是磷的一種最穩(wěn)定的變體，但因形成它所的活化能很高，故在一般條件下，其它變體不能轉(zhuǎn)變?yōu)楹诹住?/span>

P（黃磷）→ P（黑磷）              △H°298＝－39kJ·mol-1

只有在1215．9MPa（12000atm）壓力下，將黃磷加熱到473K方能轉(zhuǎn)化為類(lèi)似石墨的片狀結(jié)構(gòu)的黑磷。它能導(dǎo)電，故黑磷有“金屬磷”之稱(chēng)。

       工業(yè)上用黃磷來(lái)制備高純度的磷酸，生產(chǎn)有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑，煙幕彈。在青銅中含有少量磷叫磷青銅，它富有彈性、耐磨、抗腐蝕，用于制軸承、閥門(mén)等。大量紅磷用于火柴生產(chǎn)上，火柴盒側(cè)面所涂的物質(zhì)就是紅磷與三硫化二銻等的混合物。