磷的發(fā)現
化學先生 / 2019-05-19
17世紀，德國有位漢堡商人布蘭德，是個煉金術士，他曾聽傳說從尿里可以制得黃金，于是抱著圖謀發(fā)財的目的，使用尿做了大量實驗。大約在1669年一次實驗中，他將砂、木炭、石灰等和尿混合，加熱蒸餾，雖然沒有得到黃金，卻意外地分離出像蠟那樣的色白質軟的物質，它在黑暗中能放出閃爍的亮光，于是布蘭德給它取了個名字叫“冷光”(即白磷)，他稱它為Phosphorus。
磷的命名在希臘語中就是“晨星”，這個詞來自phos(意為“光”)和phorus(意為“生產”、“誕生”)。晨星是光的“產婆”，因為在它出現之后不久，太陽就要升起了。在早晨，金星比太陽早到達東方地平線、，因而在陽升起之前，它已閃爍在東方的天空，它就是“晨星”。在漢語中稱它為磷”，曾用“燐。
磷，按照希臘文的原意，是“鬼火”的意思。
游離態(tài)的純磷有兩種一一白磷(又叫黃磷)和紅磷(又叫赤確)。雖然它們都是磷，可是，牌氣卻相差很遠:白磷軟綿綿的，用小刀都能切開。它的化學性質非?；顫?，放在空氣中，即使沒點火，也會自燃起來，冒出一濃煙和一氧氣化合變成白色的五氧化二磷。這樣，平常人們總是把白確沒在煤油或者水里，讓它限氧氣隔絕。紅磷比白磷要老實得多，它不會自燃要想點燃它，也得加熱到100℃以上。白磷劇毒，紅磷對人卻并無毒性。
白磷和紅磷，可以變來變去:如果隔絕空氣，把白磷加熱到250℃，就會全部變成紅磷;相反的，如果把紅磷加熱到很高的溫度，它就會變成蒸氣，遇冷凝為白磷。白磷和紅磷也是同素異形體。此外，磷的同素異形體還有紫磷和黑磷。黑磷是把白磷蒸氣在高壓下冷凝得到的。它的樣子很像石墨，能導電。把黑磷加熱到125℃則變成鋼藍色的紫磷。紫磷具有層狀的結構。
人體里有很多磷，據測定，約有1千克。不過，這許多磷既不是白確，也不是紅磷，而是以磷的化合物的形式存在于人體。骨頭中含磷最多，因為得頭的主要化學成分便是磷酸鈣。在人的腦子里，也有許多磷的化合物一脂。在人的肌肉、神經中也含有一些磷。動物骨頭的主要成分，也是磷酸鈣。在墳地或荒野，有時在夜里會看見綠豳幽或淺藍色的“鬼火”。原來人、動物的尸體腐爛時，身體內所含的磷分解，變成一種叫做磷化氫的氣體冒出;化氫有好多種，其中有一種叫“聯牌”，它和白磷一樣，在空氣中能自燃，發(fā)出淡綠或淺藍色的光一一這就是所謂的“鬼火”。
磷在工業(yè)上，被用來制造火柴?；鸩窈械膬蓜t，便涂著紅磷。當你擦火柴時，火柴頭和火柴盒摩擦生熱，并從盒上沾了一些紅磷。紅磷受熱著火先點燃了火柴頭上的藥劑一一三硫化二銻和氯酸鉀，然后又點著了火柴梗。磷還被用來制造磷酸。磷酸可以代替酵母菌，以比它快幾倍的速度烤制面包;在優(yōu)質的光學玻璃、紡織品的生產中，也要用到磷酸。把金屬制品浸在磷酸和磷酸錳的溶液里，可以在金屬表面形成一層堅硬的保護膜一一磷化層，使金屬不致生銹。
磷在軍事上有個用處:把白磷裝在炮彈里可制成“煙霧彈”，在發(fā)射后，白確磷燃燒生成大量白色的粉末五氧化二，像濃霧一樣，遺斷了對方的視線。
磷的最大的用途還是在農業(yè)方面，因為磷是莊稼生長必不可缺的元素之一，它是構成細胞核中核蛋白的重要物質。對于種子的成熟和根系的發(fā)育，起著重要的作用在莊稼開花期間追隨肥，往往能收到顯著的增產效果。一且缺乏頭部沾著紅磷的火柴函，莊稼根系便不發(fā)達，葉呈紫色，結實遲，而且果實小。要莊稼長好，每年需要磷肥的數量是很大的。從哪兒獲得這么多的磷肥呢?
在20世紀前，人們只能從鳥、雞、骨灰中獲得一點兒磷。現在，化學工業(yè)幫助我們從石頭一磷灰石中成噸成噸地制取磷肥。這樣，磷灰石被譽為“農業(yè)礦石”。最常見的磷肥是過磷酸鈣，它是灰色的粉末。每50千克過磷酸鈣中，含有75千克左右的磷。0.5千克過磷酸鈣所含的磷，相當于15-50千克肥、50-75千克人贊尿或70-100千克紫云英綠肥中所含的磷。過磷酸鈣常被制成顆粒肥料，同既肥、堆肥等有機肥料混合，用作基肥，有時也用作追肥。此外，磷酸銨也是常見的磷肥，它易溶于水，而且不僅含磷，還含有氯。我國近年來還發(fā)展了一種新磷肥一一鈣鎂磷肥，它是用磷灰石、白云石、石英一起混合煅燒而成的，生產比較簡易，便于推廣。
特別值得提到的是，農業(yè)科學工作者，從農業(yè)生產實踐中，創(chuàng)造了“以磷增氮”的豐產經驗。年一聽，“以磷增氮”似乎不可能，因為氮是氯，碘是磷。然而一些豆科作物，如大豆、蠶豆、豌豆、花生、紫云英、草木椰與田菁等，增施了磷肥，確實能增加莊稼吸收氮的能力，提高產量。氮與磷之間，存在著相互約束與相互促進的辯證關系:氮不足時，會影響莊稼吸收磷的能力;磷不足時，會影響莊稼吸收氮的能力。反之，則相互促進。據試驗，如果對豆科作物施加了含有0.5千克五氧化二磷的磷肥，就能使它從空氣中多固定0.5千克的氮素。氮肥增多了，也就可以提高作物的產量，這便是“以磷增氮”。除了對豆科作物施加磷肥，能有顯著的增氯作用外，的作物如油菜、養(yǎng)麥，對于在缺磷土壤上生長而需氮量較大的如稻、麥、棉、玉米、果樹、青菜等，增施磷肥，也能大大促進作物對氮的吸收，而顯著地增產。
磷還是細胞核的重要組成部分。生物的基石一一核酸，由多達幾十萬個核苷酸聯結而成，每一個核苷酸單元必不可少地有一個磷酸。磷酸和糖結合而成的核街酸，是遺傳基因的物質基礎，直接關系到變化萬千的生物世界。
磷在神經細胞里含量豐富。腦磷脂供給大腦活動所需的巨大能量。因此有位科學家說，磷是細微的元素。這是很有道理的，因為磷在生命起源、進化及生物生存、繁殖中，都起著重要作用。
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