Fósforo (P), elemento químico no metálico de la familia del nitrógeno (Grupo 15 [Va] de la tabla periódica) que a temperatura ambiente es un sólido incoloro, semitransparente, blando, ceroso que brilla en la oscuridad.
Propiedades del elemento
| número atómico | 15 |
|---|---|
| peso atomico | 30,9738 |
| punto de fusión (blanco) | 44,1 ° C (111,4 ° F) |
| punto de ebullición (blanco) | 280 ° C (536 ° F) |
| densidad (blanco) | 1.82 gramos / cm 3 a 20 ° C (68 ° F) |
| estados de oxidación | −3, +3, +5 |
| configuración electronica | 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 |
Historia
Los alquimistas árabes del siglo XII pueden haber aislado fósforo elemental por accidente, pero los registros no están claros. El fósforo parece haber sido descubierto en 1669 por Hennig Brand, un comerciante alemán cuyo pasatiempo era la alquimia. Brand permitió que 50 cubos de orina reposaran hasta que se pudrieron y "criaron gusanos". Luego hirvió la orina hasta formar una pasta y la calentó con arena, destilando así el fósforo elemental de la mezcla. Brand informó su descubrimiento en una carta a Gottfried Wilhelm Leibniz y, a partir de entonces, las demostraciones de este elemento y su capacidad para brillar en la oscuridad o "fosforescencia" despertaron el interés público. Sin embargo, el fósforo siguió siendo una curiosidad química hasta aproximadamente un siglo después, cuando resultó ser un componente de los huesos. La digestión de los huesos con ácido nítrico o sulfúrico formó ácido fosfórico, del cual el fósforo podría destilarse calentándolo con carbón. A finales de 1800, James Burgess Readman de Edimburgo desarrolló un método de horno eléctrico para producir el elemento a partir de roca de fosfato, que es esencialmente el método empleado en la actualidad.
Ocurrencia y distribución
El fósforo es un elemento muy ampliamente distribuido, el duodécimo más abundante en la corteza terrestre, al que contribuye alrededor del 0,10 por ciento en peso. Su abundancia cósmica es de aproximadamente un átomo por cada 100 átomos de silicio, el estándar. Su alta reactividad química asegura que no ocurra en estado libre (excepto en algunos meteoritos). El fósforo siempre ocurre como el ion fosfato. Las principales formas combinadas en la naturaleza son las sales de fosfato. Se ha encontrado que aproximadamente 550 minerales diferentes contienen fósforo, pero, de estos, la fuente principal de fósforo es la serie de apatita en la que existen iones de calcio junto con iones de fosfato y cantidades variables de iones de fluoruro, cloruro o hidróxido, de acuerdo con la fórmula [Ca 10 (PO 4) 6 (F, Cl u OH) 2]. Otros minerales importantes que contienen fósforo son wavellita y vivianita. Comúnmente, los átomos metálicos como el magnesio, el manganeso, el estroncio y el plomo sustituyen al calcio en el mineral, y el silicato, el sulfato, el vanadato y aniones similares sustituyen a los iones fosfato. Se encuentran depósitos sedimentarios muy grandes de fluoroapatita en muchas partes de la Tierra. El fosfato del hueso y el esmalte dental es la hidroxiapatita. (El principio de disminuir la caries dental por fluoración depende de la conversión de hidroxiapatita a la fluoroapatita más dura y más resistente a la caries).
La principal fuente comercial es la fosforita, o roca de fosfato, una forma masiva impura de apatita que contiene carbonato. Las estimaciones de la roca fosfórica total en la corteza terrestre promedian alrededor de 65,000,000,000 toneladas, de las cuales Marruecos y el Sáhara Occidental contienen alrededor del 80 por ciento. Esta estimación incluye solo mineral que es suficientemente rico en fosfato para la conversión a productos útiles por los métodos actuales. También existen grandes cantidades de material con menor contenido de fósforo.
El único isótopo natural de fósforo es el de la masa 31. Los otros isótopos de la masa 24 a la masa 46 se sintetizaron mediante reacciones nucleares apropiadas. Todos estos son radiactivos con vidas medias relativamente cortas. El isótopo de la masa 32 tiene una vida media de 14.268 días y ha demostrado ser extremadamente útil en estudios de rastreo que involucran la absorción y el movimiento de fósforo en organismos vivos.
