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CHEMIE-MASTER-Periodensystem für den Schulgebrauch

Periodensystem für den Schulgebrauch von chemie-master.de



  • Elementart:

    Nichtmetall

  • 15. Gruppe (IUPAC)

    V. Hauptgruppe ( V A )

  • 3. Periode

    M-Schale

  • Elektronenkonfiguration:

    [Ne]3s23p3

  • Schmelztemperatur:

    317,3 K bzw. 44,15 °C

  • Siedetemperatur:

    550 K bzw. 276,85 °C

  • Dichte:

    1,823 g/cm3

  • Oxidationsstufe(n):

    +5 (-3, +3)

  • Elektronegativität:

    2,1

  • Atomradius:

    110 pm

  • Ionenradius [pm]:

    P3–: 212
    P3+: 44

  • 1. Ionisierungsenergie:

    1011,82 kJ/mol

  • 2. Ionisierungsenergie:

    1907,47 kJ/mol

  • 3. Ionisierungsenergie:

    2914,14 kJ/mol

  • Erdkrustenhäufigkeit:

    0,09 %

  • Schalenmodell:
    Schalenmodell von Phosphor
  • Energieniveauschema:
    Energieniveauschema von Phosphor
  • Lewis-Schreibweise:
    Lewisschreibweise von Phosphor

Phosphor (chemie-master.de - Website für den Chemieunterricht)

Name:

Von »phosphoros«, griech. Lichtträger.

Entdeckung:

1669 von dem Alchimisten Henning Brand bei starkem Glühen von eingedampftem Harn entdeckt. Das Element war jedoch vielleicht schon früher bekannt.

Eigenschaften:

Phosphor erscheint in mehreren Modifikationen:
  Weißer
Phosphor
Roter
Phosphor
Schwarzer
Phosphor
Struktur P4
(3-D-Darstellung)
[P4]n (P4-Moleküle haben sich zu langen Ketten vereinigt.) Pn (Grafit-Struktur)
(Grafische Darstellung)
Dichte 1,823 g/cm3 2,36 g/cm3 2,67 g/cm3
Schmelz-
temperatur
44,1 °C 620 °C 587 °C
Siede-
temperatur
280 °C sublimiert --
Entzündungs-
temperatur
60 °C 300-400 °C --
Weitere
Eigenschaften
 nichtmetallisch 
sehr giftig, leuchtet im Dunkeln bei Luftzutritt, löslich in Kohlenstoffdisulfid (CS2)
 nichtmetallisch 
ungiftig, leuchtet nicht, unlöslich in Kohlenstoffdisulfid (CS2)
 metallisch 
ungiftig, leuchtet nicht, unlöslich in Kohlenstoffdisulfid (CS2)




Weitere Phosphor-Modifikationen:
Hittorf'scher oder Violetter Phosphor ist aus Polymerketten aufgebaut, die zu Doppelschichten verbunden sind. Violetter Phosphor wurde 1865 erstmals von W. Hittorf aus einer Bleischmelze erhalten.
2004 wurden von Chemikern der Universität Regensburg zwei neue Phosphor-Modifikationen hergestellt, die ebenfalls aus Phosphorpolymeren bestehen. Dabei handelt es sich um Phosphorstränge mit Durchmessern von weniger als 50 pm. Dies entspricht in etwa dem millionsten Teil der Dicke eines menschlichen Haares. Die Phosphorstränge (»Nanostäbe«) lagern sich zu Faserbündeln zusammen. Bei der einen Modifikation sind die Faserbündel linear angeordnet sind, bei der zweiten gewunden.  Weißer Phosphor entflammt von selbst an der Luft.  Die Aufbewahrung muss daher unter Wasser erfolgen. Das Leuchten im Dunkeln beruht auf langsamer Oxidation.
 

Vorkommen:

In der Natur in Phosphaten (Apatit, Phosphorit, Knochen, Zähne) sowie in Lebewesen in Form von Phosphorsäureestern (z.B. Lecithin, ATP, DNA, RNA). Phosphor wird von Pflanzenwurzeln als Dihydrogenphosphat-Ion H2PO4 aus dem Boden aufgenommen.

Herstellung:

Durch Reduktion von Calciumphosphat.

Verwendung:

  • Phosphate gehören neben Kaliumsalzen und Stickstoffverbindungen zu den notwendigen Kernnährstoffen für Pflanzen. Phosphate werden daher als Düngemittel eingesetzt. Angesichts der Begrenztheit der Phosphatlagerstätten ist für die Zukunft ein möglichst effizienter Einsatz dieses als Mineraldünger unverzichtbaren Elementes notwendig.
  • Die in Waschmitteln enthaltenen Polyphosphate werden zunehmend durch Silicate ersetzt.
  • Phosphorsäureester bilden die Basis vieler Biozide.
  • Phosphor dient zur Herstellung von Phosphorsäure.
  • Roter Phosphor ist in Zündholzreibflächen enthalten.
    Werbe-Zündhölzer
  • Weißer Phosphor wurde militärisch als Brandmittel genutzt.

Verbindungen:

P2O5 (genauer: P4O10) Diphosphorpentoxid (Trockenmittel); Phosphorsäure H3PO4 (als Säuerungsmittel E 338 z.B. in Cola).

Isotope:

31P (100%)

Redox-Potenziale:

H2PO2 + 3 OH ⇌ HPO32– + 2 H2O + 2 e –1,65 Volt

Literaturempfehlung: