Fosfor
Fosfor, simgesi P ve atom numarası 15 olan ve insan vücudunda kalsiyumdan sonra en fazla bulunan kimyasal elementtir.[kaynak belirtilmeli]
 mumsu beyaz (sarı kesik), kırmızı (orta solda granüllü, orta sağda topaklı) ve mor renkli fosfor | |||||||||||||||||||||
| Standart atom ağırlığı Ar, std(P) | 30,973761998(5) | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bolluğu | |||||||||||||||||||||
| Dünya'nın yerkabuğunda | 5.2 (silisyum = 100) | ||||||||||||||||||||
| Periyodik tablodaki yeri | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
| Atom numarası (Z) | 15 | ||||||||||||||||||||
| Grup | 15. grup (azot grubu) | ||||||||||||||||||||
| Periyot | 3. periyot | ||||||||||||||||||||
| Blok | p bloku | ||||||||||||||||||||
| Elektron dizilimi | [Ne] 3s2 3p3 | ||||||||||||||||||||
| Kabuk başına elektron | 2, 8, 5 | ||||||||||||||||||||
| Fiziksel özellikler | |||||||||||||||||||||
| Faz (SSB'de) | Katı | ||||||||||||||||||||
| Erime noktası | beyaz: 317,3 K (44,5 °C, 111,50 °F) kırmızı: ∼860 K (∼590 °C, ∼1090 °F)[1] | ||||||||||||||||||||
| Kaynama noktası | 553,7 K (280,7 °C; 537,26 °F) | ||||||||||||||||||||
| Süblimleşme noktası | kırmızı: ≈689,2–863 K (≈416–590 °C, ≈780.8–1094 °F) | ||||||||||||||||||||
| Yoğunluk (OS) | beyaz: 1,823 g/cm3 kırmızı: ≈2,2–2,34 g/cm3 mor: 2,36 g/cm3 siyah: 2,69 g/cm3 | ||||||||||||||||||||
| Erime entalpisi | beyaz: 0,66 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
| Buharlaşma entalpisi | beyaz: 51,9 kJ/mol | ||||||||||||||||||||
| Molar ısı kapasitesi | beyaz: 23,824 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||
Buhar basıncı (beyaz)
| |||||||||||||||||||||
Buhar basıncı (kırmızı, k.n. 431 °C)
| |||||||||||||||||||||
| Atom özellikleri | |||||||||||||||||||||
| Yükseltgenme durumları | -3, -2, -1, 0,[2] +1,[3] +2, +3, +4, +5 hafif asidik | ||||||||||||||||||||
| Elektronegatiflik | Pauling ölçeği: 2,19 | ||||||||||||||||||||
| İyonlaşma enerjileri |
| ||||||||||||||||||||
| Kovalent yarıçapı | 107±3 pm | ||||||||||||||||||||
| Van der Waals yarıçapı | 180 pm | ||||||||||||||||||||
 | |||||||||||||||||||||
| Diğer özellikleri | |||||||||||||||||||||
| Kristal yapı | Hacim merkezli kübik (hmk) | ||||||||||||||||||||
| Isı iletkenliği | beyaz: 0,236 W/(m·K) siyah: 12,1 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||
| Manyetik düzen | beyaz, kırmızı, mor, siyah: diyamanyetik[4] | ||||||||||||||||||||
| Manyetik alınganlık | -20,8×10-6 cm3/mol (293 K)[5] | ||||||||||||||||||||
| Hacim modülü | beyaz: 5 GPa kırmızı: 11 GPa | ||||||||||||||||||||
| CAS Numarası | 7723-14-0 (kırmızı) 12185-10-3 (beyaz) | ||||||||||||||||||||
| Tarihi | |||||||||||||||||||||
| Keşif | Hennig Brand (1669) | ||||||||||||||||||||
| Bir element olarak tanıyan | Antoine Lavoisier[6] (1777) | ||||||||||||||||||||
| Ana izotopları | |||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||
Bütün organizmalar için fosfor birleşimleri (fosfodiester bağları) DNA yapıları için büyük önem taşır. Bunun dışında insan vücudu fosfora kemik ve diş oluşumu, hücre büyümesi ve onarımı, enerji üretimi, kalp kasının kasılması, sinir ve kas hareketleri, böbrek işlevleri açısından ihtiyaç duyar. Fosfor ayrıca vitaminlerin kullanımı ile besinlerin enerjiye dönüştürülmesinde yardımcı olarak vücuda yarar sağlar. Fosfat (fosforun %85 kadarı kemikte fosfat formunda depolanır) hücre içi sıvıların ana anyonudur. Fosfatlar dönüştürülebilir olmalarından ötürü, birçok koenzim sisteminin ve metabolizma fonksiyonlarının işlemesi için gerekli bileşiklerle birleşme yeteneğine sahiptir. Fosfatların birçok önemli reaksiyonları özellikle ATP, ADP ve fosfokreatinin işlevleri ile ilişkilidir.
Fosfor allotropları
Doğada fosfor üç farklı formda bulunur. Bu değişik biçimlerine allotrop denir. Bunlar beyaz fosfor, kırmızı fosfor ve siyah fosfordur.
Beyaz fosfor doğada en yaygın olan fosfor allotropudur. Kristal yapılıdır ve 44.25 °C'de erir. En önemli özellikleri, karanlıkta ışıldaması ve çok zehirli olmasıdır. Havayla temas ettiği halde tutuşur ve beyaz dumanlar çıkararak yanar. Bu yüzden su dolu şişe içinde tutulur. Beyaz fosfor, böcek ve fare zehiri, sis ve yangın bombaları için kullanılır.
Kırmızı fosfor güneş ışığı ve ısı etkisiyle beyaz fosfordan oluşur. Beyaz fosforun aksine kolayca tutuşmaz, ışıldamaz ve zehirli değildir. Erime sıcaklığı ise çok daha yüksektir. Kırmızı fosfor kibrit yapımında kullanılır.
Siyah fosfor, beyaz fosforun havasız ortamda ve basınç altında ısıtılmasıyla elde edilir. Siyah fosfor yarı iletkenlerin yapımı için gerekir.
Fosfor izotopları
31P, fosforun doğada bulunabilinen tek izotopudur. Bunun yanında başka radyoaktif fosfor izotoplarıda üretilmiştir.25,3 günle en uzun yarılanma süresi olan radyoaktif fosfor izotopu 33P'dir.
Vücuttaki fosfor
Fosfatlar, pirofosfatlar ve ATP fosfor kaynağıdır. Özellikle sütlü besinlerde bulunur. Diyetle alınan fosfatların serbest formu ince bağırsaklardan emilir. Vücutta kemiklerde % 90 kalsiyum trifosfat, kalsiyum fosfat (Ca3(PO4)2) ve hidroksi apatit kristalleri halinde, plazmada ise 0,03-0,04 mg anorganik formda bulunur. İdrarla inorganik fosfat halinde atılır. Serum düzeyi parathormon ile sağlanır.
Biyolojik fonksiyonları
- Hücre duvarı yapısının devamlılığının sağlanmasında fosfolipidlerin yapısında bulunur.
- Enerji metabolizmasında ATP, GTP, ADP'nin yapısında bulunur.
- Oksijen taşınımı ve H+ tamponlanmasında etkilidir.
- Proteinlerin yapısına girerek faaliyetlerini kontrol eder. Enzimlerin yapısına katılır onları aktive veya inhibe eder.
- DNA ve RNA'nın yapısına girer.
- Hücre içi sıvısında en bol bulunan anyondur.
Fosfor ile ilişkili bozukluklar
- Hiperfosforemi (1,5 mmol/L üzeri plazma düzeyleri);
- Böbrek yetmezliği
- Diyabet, hipoparatiroid
- Çeşitli hastalıklar, D vitamini zehirlenmesi sırasında görülür.
- Hipofosforemi (0,8 mmol/L'nin altında);
- Hiperparatiroid
- Osteomalazi (D vitamini eksikliği)
- Glukoz veya fruktoz perfuzyonu
- Vitamine dirençli osteomalazi durumlarında görülür.
Kimyasal fonksiyonları
Fosfor elementi, gün ışığına yani fotonlara maruz kaldığında enerji seviyesini yükseltir. Fakat bu element her daim eski enerji seviyesinde kalma isteğindedir. Bu istek doğrultusunda karanlık bir ortamda eski seviyesine dönerken elektronların bu enerji savurması olayı görülen şekilde ışıma olarak algılanır. Bu olay dakikalar, saatler hatta günler sürebilir. Bu süreyi maruz kaldığı enerji seviyesi belirler.[kaynak belirtilmeli]