Phosphor

Eigenschaften
[Ne] 3s2 3p3 15P Periodensystem
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl	Phosphor, P, 15
Elementkategorie	Nichtmetalle
Gruppe, Periode, Block	15, 3, p
Aussehen	weiß-beige (W) dunkelrot (R) schwarz (S)
CAS-Nummer	7723-14-0 (rot) 12185-10-3 (weiß)
EG-Nummer	231-115-6
ECHA-InfoCard	100.028.881
Massenanteil an der Erdhülle	0,09 % (12. Rang)[1]
Atomar[2]
Atommasse	30,973761998(5)[3] u
Atomradius (berechnet)	100 (98) pm
Kovalenter Radius	107 pm
Van-der-Waals-Radius	180 pm
Elektronenkonfiguration	[Ne] 3s2 3p3
1. Ionisierungsenergie	10.486686(15) eV[4] ≈ 1011.81 kJ/mol[5]
2. Ionisierungsenergie	19.76949(4) eV[4] ≈ 1907.47 kJ/mol[5]
3. Ionisierungsenergie	30.20264(9) eV[4] ≈ 2914.11 kJ/mol[5]
4. Ionisierungsenergie	51.44387(12) eV[4] ≈ 4963.58 kJ/mol[5]
5. Ionisierungsenergie	65.02511(12) eV[4] ≈ 6273.97 kJ/mol[5]
Physikalisch[2]
Aggregatzustand	fest
Modifikationen	6
Kristallstruktur	orthorhombisch (schwarz)
Dichte	weiß: 1,83 g/cm3[6] rot: 2,0 … 2,4 g/cm3[7] schwarz: 2,69 g/cm3[8]
Magnetismus	diamagnetisch (rot: χm = −1,9 · 10−5[9] schwarz: χm = −2,9 · 10−5)[9]
Schmelzpunkt	weiß: 317,3 K (44,2 °C)
Siedepunkt	weiß: 553,2 K[10] (280 °C)
Molares Volumen	17,02 · 10−6 m3·mol−1
Verdampfungsenthalpie	51,9 kJ·mol−1 (P4)[10]
Schmelzenthalpie	0,64 kJ·mol−1
Dampfdruck	rot: 3900 Pa[7] weiß: 3300[6] Pa bei 293 K
Spezifische Wärmekapazität	rot: 685,6[1] J·kg−1·K−1 bei 298 K
Wärmeleitfähigkeit	0,236 W·m−1·K−1
Chemisch[2]
Oxidationszustände	±3, 4, 5
Elektronegativität	2,19 (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZA ZE (MeV) ZP 28P {syn.} 270,3 ms ε 14,332 28Si 29P {syn.} 4,14 s ε 4,943 29Si 30P {syn.} 2,49 min ε 4,232 30Si 31P 100 % Stabil 32P {syn.} 14,26 d β− 1,711 32S 33P {syn.} 25,34 d β− 0,249 33S 34P {syn.} 12,43 s β− 5,374 34S 35P {syn.} 47,3 s β− 3,989 35S
Weitere Isotope siehe Liste der Isotope
NMR-Eigenschaften
Kernspin γ in rad·T−1·s−1 Er (1H) fL bei B = 4,7 T in MHz 31P 1/2 +10,839 · 107 0,066 81,078
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[11] ggf. erweitert[6][7] rot weiß[6] Gefahr H- und P-Sätze H: 228​‐​412 (rot) H: 250​‐​300+330​‐​314​‐​400 (weiß) P: 280​‐​210​‐​273​‐​233 (rot)[7] P: 222​‐​273​‐​280​‐​301+330+331​‐​303+361+353​‐​304+340​‐​305+351+338 (weiß)[6]
MAK	Schweiz: 0,02 mg·m−3 (weißer/gelber Phosphor, einatembarer Staub)[12]
Toxikologische Daten	Weißer Phosphor 3,03 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[13] 4,82 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral)[13] 1,4 mg·kg−1 (LDLo, Mensch, oral)[14] 4,6–22 mg·kg−1 (LDLo, Mensch, oral, Frau)[15][16]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Phosphor (von altgriechisch φωσφόρος phōsphóros, deutsch ‚lichttragend; Lichtträger, auch Lichtbringer‘;^[17] vom Leuchten des weißen Phosphors bei der Reaktion mit Sauerstoff) ist ein chemisches Element mit dem Symbol P und der Ordnungszahl 15. Im Periodensystem steht es in der fünften Hauptgruppe, bzw. 15. IUPAC-Gruppe oder Stickstoffgruppe.

Phosphor kommt in mehreren, sich stark unterscheidenden Modifikationen vor. Der aus P₄-Molekülen aufgebaute weiße Phosphor ist die am einfachsten herzustellende, jedoch thermodynamisch nicht die stabilste Modifikation.

Phosphorverbindungen sind für alle Lebewesen essenziell und bei Aufbau und Funktion der Organismen in zentralen Bereichen beteiligt, wie der DNA und der zellulären Energieversorgung (ADP/ATP). Die biogeochemische Umsetzung von Phosphor erfolgt im Rahmen des Phosphorkreislaufs.

1. ↑ ^{a b} Harry H. Binder: Lexikon der chemischen Elemente. S. Hirzel Verlag 1999, ISBN 3-7776-0736-3.
2. ↑ Die Werte für die Eigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, aus www.webelements.com (Phosphor) entnommen.
3. ↑ IUPAC, Standard Atomic Weights Revised 2013.
4. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu phosphorus in Kramida, A., Ralchenko, Yu., Reader, J. und NIST ASD Team (2019): NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.7.1). Hrsg.: NIST, Gaithersburg, MD. doi:10.18434/T4W30F (physics.nist.gov/asd).  Abgerufen am 11. Juni 2020.
5. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu phosphorus bei WebElements, www.webelements.com, abgerufen am 11. Juni 2020.
6. ↑ ^{a b c d e} Eintrag zu Tetraphosphor (weißer Phosphor) in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
7. ↑ ^{a b c d} Eintrag zu Phosphor, roter in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 29. Januar 2024. (JavaScript erforderlich)
8. ↑ A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 747.
9. ↑ ^{a b} David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Properties of the Elements and Inorganic Compounds, S. 4-142 – 4-147. Die Werte dort sind auf g/mol bezogen und in cgs-Einheiten angegeben. Der hier angegebene Wert ist der daraus berechnete maßeinheitslose SI-Wert.
10. ↑ ^{a b} Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
11. ↑ Eintrag zu roter/weißer Phosphor im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 14. Dezember 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
12. ↑ Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 12185-10-3 bzw. Phosphor weiss/gelb), abgerufen am 2. November 2015.
13. ↑ ^{a b} National Technical Information Service. Vol. AD-B011-150.
14. ↑ Pesticide Chemicals Official Compendium. Association of the American Pesticide Control Officials, Inc., 1966, S. 901.
15. ↑ American Heart Journal. Vol. 84, 1972, S. 139.
16. ↑ Archives of Internal Medicine. Vol. 83, 1949, S. 164.
17. ↑ An Intermediate Greek-English Lexicon. Abgerufen am 3. Dezember 2024.