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Phosphor

(chem. Symbol P): Kommt elementar in verschiedenen Formen und als Phosphat (Salz oder Ester) vor. ph. Verbindungen bilden einen wesentlichen Bestandteil im menschl. Körper, in pflanzl. und tierischen Organismen. Die wichtigsten techn. Verbindungen sind Phosphorsäure (Säure) und Phosphate. Chemie, Physikalische Chemie, P, Element der Hauptgruppe V des Periodensystems, Ordnungszahl 15. Es besitzt die Elektronenkonfiguration [Ne]3s23p3 und besteht zu 100 % aus dem Isotop Phosphor. Phosphor kommt in mehreren allotropen Modifikationen vor. Der weisse Phosphor P4, der mit Hilfe eines elektrothermischen Verfahrens hergestellt wird, kristallisiert in Tetraedern aus. Der rote Phosphor Pn entsteht durch Polymerisation aus dem weissen Phosphor beim Erhitzen auf 200-400 °C. Erhitzt man weissen Phosphor auf 200 °C unter einem Druck von 12 000 bar, so entsteht ein Schichtengitter mit Halbleitereigenschaften, der schwarze Phosphor. Im Temperaturbereich von 550-620 °C bildet sich ein kompliziertes Schichtengitter aus, der violette Phosphor, der bei 620 °C sublimiert. Über 90 % des industriell gewonnenen weissen Phosphors wird zu Phosphorpentoxid P2O5 verbrannt, das u.a. zur Herstellung von Phosphorsäure verwendet wird.

Phosphor 1: Wichtige Isotope.

Isotop

Natürliche Häufigkeit [%]

Atommasse

Halbwertszeit T1 / 2

31P

100

30,973 762

stabil

32P

   0

31,973 907

14,32 d

33P

   0

32,971 725

25,3 d

 

Phosphor 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

relative Atommasse (12C = 12,000 0)

30,973 762

Dichte [g cm-3]

 

  weiss

  1,82

  rot

  2,20

  schwarz

  2,25-2,69

Molvolumen (rot) [cm3]

17,0

Oxidationszahlen

-III-+III, V

 

Phosphor 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur (P4) [K]

553

Schmelztemperatur (P4) [K]

317,3

Siedeenthalpie [kJ mol-1]

  12,39

Schmelzenthalpie [kJ mol-1]

    2,51

Wärmeleitfähigkeit (weiss) [W m-1 K-1]

    0,235

spezifischer Widerstand (284 K) [109 W m]

  » 1

Übergangstemperatur Supraleiter (p > 10 GPa) [K]

    4,6-6,1

spezifische magnetische Suszeptibilität [kg-1 m3]

 

weiss

-1,1 × 10-8

rot

-8,4 × 10-9

 

Phosphor 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften

Termsymbol

4S3 / 2

1. Ionisierungsenergie [eV]

10,487

2. Ionisierungsenergie [eV]

19,726

Elektronenaffinität [eV]

  0,7465

Elektronegativität (Pauling)

  2,19

effektive Kernladung (Slater)

  4,80

magnetisches Moment [mB]

  3,873

Ionenradius (P5+) [nm]

  0,035

Kovalenzradius [nm]

  0,110

Van-der-Waals-Radius [nm]

  0,190

Atomradius [nm]

 

weiss

  0,093

rot

  0,115

magnetisches Moment [mK]

  1,131 7

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

  0,180

 

 

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