磷 (P)
原子序數 | 15 | 英文名 | Phosphorus |
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所屬分類 | 活泼非金属 | 原子量 | 30.9738 u |
熔點 | 44.15 °C | 沸點 | 280.5 °C |
能級 | 2, 8, 5 | 電負性 | 2.19 |
電子親和能 | 72 kJ/mol | 半徑(計算法) | 98 pm |
電離能 |
第1电离能: 1011.8 kJ/mol
第2电离能: 1907 kJ/mol
第3电离能: 2914.1 kJ/mol
第4电离能: 4963.6 kJ/mol
第5电离能: 6273.9 kJ/mol
第6电离能: 21267 kJ/mol
第7电离能: 25431 kJ/mol
第8电离能: 29872 kJ/mol
第9电离能: 35905 kJ/mol
第10电离能: 40950 kJ/mol
第11电离能: 46261 kJ/mol
第12电离能: 54110 kJ/mol
第13电离能: 59024 kJ/mol
第14电离能: 271791 kJ/mol
第15电离能: 296195 kJ/mol
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密度(常規) | 1823 kg/m³ | 硬度(布式) | N/A |
體積模量 | 11 GPa | 導熱率 | 0.236 W/mK |
宇宙存量百分比 | 0.00070 % |
磷,作為第15號化學元素,其符號為P,在英文中稱為Phosphorus,佔據元素週期表第三週期及第ⅤA族的位置。 磷元素展現出豐富的化合價態多樣性,涵蓋了+1、+3和+5等多種價態,而這項特性使得磷在眾多化學反應以及配合物生成過程中扮演了核心角色。 磷存在多種同素異形體形態,其中最常見的三種形式分別是白磷、紅磷和黑磷。 在化學特性上,白磷(P4)呈正四面體結構排列,具有高度活性,即使在室溫條件下也能與空氣中的氧氣迅速反應並自燃,其著火點僅約40℃。 相對而言,紅磷以鏈狀結構排列,化學式簡化表示為P,其穩定性優於白磷,其著火點提升至約240℃。 而黑磷則是在高溫高壓條件下由白磷或紅磷轉變而成,其化學性質最穩定。 至於物理特性,白磷呈現柔軟的白色或淺黃色半透明固體狀態,質地較為柔軟,能發出微弱的冷光,雖不溶於水,但卻能溶解於苯、乙醚等有機溶劑,散發出特有的異味 ,並含有極高毒性,致命劑量僅約0.1克。 純淨的白磷近乎透明,但隨著時間推移,其表面會轉化為微量紅磷,使得整體外觀變為淡黃色半透明固體。 紅磷則為暗紅色固體,不具備發光性,多以紫紅或略微帶有棕色的顆粒或塊狀形式存在,同樣不溶於水,本身並無毒性也無特殊氣味,但其燃燒時產生的白 煙是有毒的。 最後,黑磷具有較大的密度,其表面呈現類似黑色金屬的光澤,儘管磷本屬非金屬元素,但黑磷獨特的原子層狀結構賦予了其傳導電流的能力,因此能夠作為一種半導體 材料加以應用。
標準原子質量 | 30.973762(2) |
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電子排布 | [Ne] 3s2 3p3 2, 8, 5 |
發現 | 亨尼格·布蘭德(1669年) |
確認其為一元素者 | 安東萬·拉瓦節 (1777) |
物態 | 固態 |
密度 | (接近室溫) (白磷) 1.823, (紅磷) ≈ 2.2 – 2.34, (紫磷) 2.36, (黑磷) 2.69 g·cm−3 |
昇華點 | (紅磷) ≈ 416 – 590 °C, (紫磷) 620 °C |
熔化熱 | (白磷) 0.66 kJ·mol−1 |
汽化熱 | (白磷) 12.4 kJ·mol−1 |
比熱容 | (白磷) 23.824 J·mol−1·K−1 |
氧化態 | 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 (弱酸性氧化物) |
電負性 | 2.19(鮑林標度) |
范德華半徑 | 180 pm |
晶體結構 | 體心立方 |
磁序 | (白,紅,紫,黑) 抗磁性 |
體積模量 | (白磷) 5, (紅磷) 11 GPa |
CAS號 | 7723-14-0 |
元素清單
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