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Phosphor

Chemie und Physik des chemischen Elements Phosphor.



Phosphor Chemie

Phosphor - chemisches Zeichen P, Ordnungszahl 15 - ist ein in drei allotropen Modifikationen sowie jeweils in unterschiedlichen Kristallstrukturen vorkommenendes chemisches Element der Stickstoffgruppe: weißer, roter und schwarzer Phosphor.

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Phosphor

Bezeichnung:Phosphor Symbol:P Ordnungszahl:15 Atommasse:30,973761998(5) u Periodensystem-Stellung:15. Gruppe, 5. Hauptgruppe, 3. Periode, p-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Stickstoffgruppe, Pentele, Nichtmetalle. Entdeckung:1669 - Hennig Brand. Als Element identifiziert wurde Phosphor 1777 von Antoine Lavoisier. Bedeutung des Namens:altgriechisch phōsphóros = lichttragend, wegen des Leuchtens des weißen Phosphors. Englischer Name:Phosphorus CAS-Nummer:7723-14-0 (rot), 12185-10-3 (weiß) InChI-Key:OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N

 

Das Phosphor-Atom

Das P-Atom - und damit das chemische Element Phosphor - ist eindeutig durch die 15 positiv geladenen Protonen im Atomkern definiert. Für den elektrischen Ausgleich im ungeladenen P-Atom sorgt die gleiche Anzahl an Elektronen.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Phosphor-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Phosphor-Vorkommen bestehen aus nur einem Isotop, so dass das Nichtmetall den monoisopischen Elementen zugeordnet wird. Die relative Atommasse des Phosphors wird mit 30,973761998(5) u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p3s3p3d
P15[Ne] 3s2 3p3 22623

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem Phosphor-Atom vollständig zu trennen.

1. IE: 10,48669 eV2. IE: 19,7695 eV3. IE: 30,20288 eV4. IE: 51,4443 eV5. IE: 65,02564 eV6. IE: 220,423 eV
7. IE: 263,57 eV8. IE: 309,60 eV9. IE: 372,13 eV10. IE: 424,43 eV11. IE: 479,46 eV12. IE: 560,8 eV
13. IE: 611,74 eV14. IE: 2816,93 eV15. IE: 3069,866 eV16. IE: eV17. IE: eV18. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Phosphor-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
2145,5189136135

 

Weitere Daten

Atomradius:98 pm (berechnet)
100 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:107(3) pm (nach Cordero et al.)
111 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
102 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
94 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:180 pm Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,064; ωL1: 0,000039; ωL2: 0,00031; ωL3: 0,00031 Coster-Kronig-Übergänge:F12: 0,32; F13: 0,63; F23:

 

Spektrallinien des Phosphors

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Phosphors mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Phosphor-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:2,19 nach Pauling
2,06 nach Allred-Rochow
2,253 nach Allen
2,3 nach Mulliken
2,16 nach Sanderson
6,3405 eV nach Gosh-Gupta
5,62 eV nach Pearson
Elektronaffinität:0,746 607(10) eV bzw. 72,037(1) kJ mol-1Oxidationsstufen:- III, +III, +V (+IV)

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Phosphors:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-0,499+ IIIPhosphonsäureH3PO3 (aq) + 2 H++ 2 e-H3PO2 + H2OPhosphinsäure+ I
-0,276+ VPhosphorsäureH3PO4 (aq) + 2 H++ 2 e-H3PO3 (aq) + H2OPhosphonsäure+ III
-0,1110Phosphor, rotP + 3 H++ 3 e-PH3 (g)Monophosphan- III
-0,0630Phosphor, weißP + 3 H++ 3 e-PH3 (g)Monophosphan- III

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Phosphors

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Phosphors auf.

Schmelzpunkt:44,15 °C (weiß)
597,2 °C (rot)
Schmelzenthalpie (molar):weiß: 0,66 kJ mol-1 Siedepunkt:280,5 °C (weiß)
431 °C (rot, Sublimation)
620 °C (violett, Sublimation)
Verdampfungsenthalpie:weiß: 51,9 kJ mol-1 Wärmekapazität:roter P, Feststoff: 21,2 J mol-1 K-1 (molar)
weißer P, gasförmig: 20,8 J mol-1 K-1 (molar)
weißer P, Feststoff: 23,8 J mol-1 K-1 (molar)
roter P: 0,684 J g-1 K-1 (spezifisch)
Thermische Leitfähigkeit:weißer P: 0,236 W m-1 K-1
schwarzer P: 12,1 W m-1 K-1
Dichte:2,34 g cm-3 (rot)
1,823 g cm-3 (weiß)
2,36 g cm-3 (violett)
2,69 g cm-3 (schwarz)
jeweils bei Raumtemperatur.
Elastizitätsmodul:30,4 GPa (Young Modulus) Kompressionsmodul (isotherm):30,4 GPa 300 K (schwarzer P) Kompressibilität (isotherm):0,0329 GPa-1 300 K (schwarzer P) Kritischer Punkt:tc = 721 °C (rot und weiß) Magnetismus:diamagnetisch (weiß, rot, violett, schwarz) Magnetische Suszeptibilität:-20,8 × 10-6 cm3 mol-1 bei 25 °C

 

 

Externe Informationsangebote



Informationen, Daten zum Element

Das Element Phosphor
Lebensnotwendig, hochgiftig, vielseitig

Phosphor bleibt spannend
Vortragsskript: Anorganisches Kolloquium. Universität Regensburg - Format: PDF

Weißer Phosphor
Strukturtypen-Datenbank. Universität Freiburg



Gruppenelemente - Informationen

Elemente der V. Hauptgruppe (Pnicogene, Pentele)
Vorlesungsskript: Anorganische Strukturchemie. Universität Freiburg

Pentele: Gruppe 15
Vorlesungsunterlagen: Chemie der Elemente. Universität Marburg - Format: PDF

Stickstoffgruppe (Pentele)
Daten, Eigenschaften im Überblick. Rutherford - Lexikon der Elemente



Verbindungsklassen

Wasserfreie Phosphate der Übergangsmetalle
Neue Untersuchungen an wasserfreien Phosphaten der Übergangsmetalle. Dissertation, 1999 - Format: PDF



Einzelne Verbindungen

Phosphor und Phosphorverbindungen
Chemikalien-Datenbank: physikalische und chemische Eigenschaften, Sicherheitsdatenblätter, kommerziell verfügbaren Stoffen und Verbindungen; verschiedene Suchkriterien einschließlich Struktursuche



Geochemie und Biogeochemie

Phosphorhaltige Minerale
Informationen zum Phosphor und den Phosphormineralien. Mineralien Atlas

Phosphorkreislauf
Übersichtsfolie



Sicherheitsinformationen

Phosphor-32
Sicherheitsinformationen P-32. BG Chemie - Format: PDF



Toxikologie, Medizin, Physiologie

Phosphor
Klinische Toxikologie des roten und des violetten Phosphors - Format: PDF



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Ein reines Phosphorkation:

Freiburger Wissenschaftler haben entscheidenden Zugang zur Synthese gefunden.





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Effizient und umweltfreundlich: Wiedergewinnung von reinem Phosphat aus Abwasser; Zum Patent angemeldete Erfindung löst Problem der Rohstoffverknappung.





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Dem verschwenderischen Umgang mit 'Lebensquell Phosphor' deutlich Riegel vorschieben: DBU und Land Rheinland-Pfalz fördern wegweisendes Projekt der Chemischen Fabrik Budenheim zum Phosphorrecycling aus Klärschlamm.




 


Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 10.03.2020.



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