ฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัส ซิลิคอน ← → กำมะถัน N ↑ P ↓ As
ทั่วไป
ชื่อ, สัญลักษณ์, เลขอะตอม	ฟอสฟอรัส, P, 15
อนุกรมเคมี	อโลหะ
หมู่, คาบ, บล็อก	15, 3, p
ลักษณะ	แว๊กซ์ขาว/ แดง/ ดำ/ ไม่มีสี
มวลอะตอม	30.973762 (2) กรัม/โมล
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[Ne] 3s^2 3p^3
อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน	2, 8, 5
คุณสมบัติทางกายภาพ
สถานะ	ของแข็ง
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	(white) 1.823 ก./ซม.³
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	(red) 2.34 ก./ซม.³
ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)	(black) 2.69 ก./ซม.³
จุดหลอมเหลว	(white) 317.3 K (44.2 °C)
จุดเดือด	550 K(277 °C)
ความร้อนของการหลอมเหลว	(white) 0.66 กิโลจูล/โมล
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	12.4 กิโลจูล/โมล
ความร้อนจำเพาะ	(25 °C) (white) 23.824 J/(mol·K)
ความดันไอ (white) P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 279 307 342 388 453 549
ความดันไอ (red) P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T K 455 489 529 576 635 704
คุณสมบัติของอะตอม
สถานะออกซิเดชัน	±3, 5, 4 (ออกไซด์เป็นกรดปานกลาง)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	2.19 (พอลิงสเกล)
พลังงานไอออไนเซชัน (เพิ่มเติม)	ระดับที่ 1: 1011.8 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 2: 1907 กิโลจูล/โมล
	ระดับที่ 3: 2914.1 กิโลจูล/โมล
รัศมีอะตอม	100 pm
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	98 pm
รัศมีโควาเลนต์	106 pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	180 pm
อื่น ๆ
การจัดเรียงทางแม่เหล็ก	no data
การนำความร้อน	(300 K) (white) 0.236 W/(m·K)
โมดูลัสของแรงบีบอัด	11 GPa
เลขทะเบียน CAS	7723-14-0
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของphosphorus iso NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP ^31P 100% P เสถียร โดยมี 16 นิวตรอน ^32P syn 14.28 d β^- 1.709 ^32S ^33P syn 25.3 d β^- 0.249 ^33S
แหล่งอ้างอิง

ฟอสฟอรัส (อังกฤษ: phosphorus) เป็นธาตุอโลหะ เลขอะตอม 15 สัญลักษณ์ P

ฟอสฟอรัสอยู่ในกลุ่มไนโตรเจน มีวาเลนซ์ได้มาก ปรากฏในหลายอัลโลโทรป พบทั้งในหินฟอสเฟต และเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกเซลล์ (ในสารประกอบในดีเอ็นเอ) เนื่องจากสามารถทำปฏิกิริยาได้สูง จึงไม่ปรากฏในรูปอิสระในธรรมชาติ

คำว่า ฟอสฟอรัส มาจากภาษากรีกแปลว่า 'ส่องแสง' และ 'นำพา' เพราะฟอสฟอรัสเรืองแสงอ่อน ๆ เมื่อมีออกซิเจน หรือมาจากภาษาละติน แปลว่า 'ดาวประกายพรึก' ค้นพบประมาณปี 1669 โดยนักเล่นแร่แปรธาตุชาวเยอรมัน เฮนนิก แบรนด์

ในขณะที่ภาษาไทยในสมัยก่อน เรียก ฟอสฟอรัส ว่า 'ฝาสุภเรศ'

ฟอสฟอรัสเป็นอโลหะอยู่ในหมู่ที่ VA หมู่เดียวกับธาตุไนโตรเจนในธรรมชาติไม่พบฟอสฟอรัสในรูปของธาตุอิสระ แต่จะพบในรูปของสารประกอบฟอสเฟตที่สำคัญได้แก่หินฟอสเฟต หรือแคลเซียมฟอสเฟต (Ca₂(PO₄)₂) ฟลูออไรอะปาไทต์ (Ca₅F (PO₄)₃)

นอกจากนี้ยังพบฟอสฟอรัสในไข่แดง กระดูก ฟัน สมอง เส้นประสาทของคนและสัตว์ ฟอสฟอรัสสามารถเตรียมได้จากแคลเซียมฟอสเฟต โดยใช้แคลเซียมฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับคาร์บอนในรูปถ่านโค๊ก และซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) ในเตาไฟฟ้า

ฟอสฟอรัสเป็นธาตุอาหารที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของรากพืช โดยธาตุฟอสฟอรัสจะช่วยให้รากของพืชแข็งแรง และแผ่กระจายได้รวดเร็วขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้ลำต้นแข็งแรงตามไปด้วย ปกติแล้วธาตุฟอสฟอรัสจะมีอยู่ในดินมากพออยู่แล้ว เป็นธาตุที่ไม่ค่อยเคลื่อนที่ในดินหรือละลายน้ำได้ยากซึ่งจะทำให้พืชดูดเอาไปใช้ได้ยากด้วย แม้แต่ปุ๋ยที่ใส่ลงไปในดินโดยตรงก็ประมาณกันไว้ว่า 80-90 % ของธาตุฟอสฟอรัสทั้งหมดนั้นจะถูกดินยึดไว้โดยการทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุต่าง ๆ ในดิน ดังนั้น ธาตุฟอสฟอรัสในดินมีกำเนิดมาจากการสลายตัวผุพังของแร่บางชนิดในดิน การสลายตัวของสารอินทรียวัตถุในดินก็จะสามารถปลดปล่อยฟอสฟอรัสออกมาเป็นประโยชน์ต่อพืชที่ปลูกได้เช่นเดียวกับไนโตรเจน ดังนั้น การใช้ปุ๋ยคอกนอกจากจะได้ธาตุไนโตรเจนแล้วก็ยังได้ฟอสฟอรัสอีกด้วย

ธาตุฟอสฟอรัสในดินที่จะเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ จะต้องอยู่ในรูปของอนุมูลของ สารประกอบที่เรียกว่า ฟอสเฟตไอออน (H₂PO^4- และ HPO^4-) ซึ่งจะต้องละลายอยู่ในน้ำในดิน สารประกอบของฟอสฟอรัสในดินมีอยู่เป็นจำนวนมากแต่ส่วนใหญ่ละลายน้ำยาก ดังนั้นจึงมักจะมีปัญหาเสมอว่าดินถึงแม้จะมีฟอสฟอรัสมากก็จริงแต่พืชก็ยังขาดฟอสฟอรัส เพราะส่วนใหญ่อยู่ในรูปที่ละลายน้ำยากนั่นเอง นอกจากนั้นแร่ธาตุต่าง ๆ ในดินชอบที่จะทำปฏิกิริยากับอนุมูลฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้ ดังนั้นปุ๋ยฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้เมื่อใส่ลงไปในดินประมาณ 80-90% จะทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุในดินกลายเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำยากไม่อาจเป็นประโยชน์ต่อพืชได้ ดังนั้นการใส่ปุ๋ยฟอสเฟตจึงไม่ควรคลุกเคล้าให้เข้ากับดินเพราะยิ่งจะทำให้ปุ๋ยทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุต่าง ๆ ในดินได้เร็วยิ่งขึ้น แต่ควรจะใส่แบบเป็นจุดหรือโรยเป็นแถบให้ลึกลงไปในดินในบริเวณรากของพืชปุ๋ย ฟอสเฟตนี้ถึงแม้จะอยู่ใกล้ชิดกับรากก็จะไม่เป็นอันตรายแก่รากแต่อย่างใด ปุ๋ยคอกจะช่วยป้องกันไม่ให้ปุ๋ยฟอสเฟตทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุในดินและสูญเสีย ความเป็นประโยชน์ต่อพืชเร็วจนเกินไป

พืชเมื่อขาดฟอสฟอรัสจะมีต้นแคระแกร็นใบมีสีเขียวคล้ำ ใบล่าง ๆ จะมีสีม่วงตามบริเวณขอบใบ รากของพืชชะงักการเจริญเติบโต พืชไม่ออกดอกและผล พืชที่ได้รับฟอสฟอรัสอย่างเพียงพอจะมีระบบรากที่แข็งแรงแพร่กระจายอยู่ในดิน อย่างกว้างขวาง สามารถดึงดูดน้ำและธาตุอาหารได้ดี การออกดอกออกผลจะเร็วขึ้น

ฟอสฟอรัสช่วยในการสังเคราะห์ด้วยแสง สร้างแป้งและน้ำตาล เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ที่สำคัญหลายชนิด ช่วยเสริมสร้างส่วนที่เป็นดอก การผสมเกสร ตลอดจนการติดเมล็ด สร้างระบบรากให้แข็งแรง ช่วยในการแตกกอ และช่วยให้ลำต้นแข็งแรงไม่ล้มง่าย ช่วยให้พืชดูดใช้ธาตุไนโตรเจนและโมลิบดีนัมได้ดีขึ้น ธาตุนี้มักพบในรูปที่พืชไม่สามารถดูดไปใช้ได้ เนื่องจากจะถูกตรึงอยู่ในดิน ส่วนใหญ่พืชจะแสดงอาการขาดธาตุนี้บ่อยครั้ง แม้ว่าในดินที่มีธาตุฟอสฟอรัสอยู่เป็นจำนวนมากก็ตามถ้าขาดธาตุฟอสฟอรัสราก พืชจะไม่เจริญ มีรากฝอยน้อย ต้นเตี้ย ใบและต้นมีสีเข้มและบางครั้งมีสีม่วงหรือแดงเกิดขึ้น พืชแก่ช้ากว่าปกติ เช่น การผลิดอก ออกผลช้า มีการแตกกอน้อย การติดเมล็ดน้อย หรือบางครั้งไม่ติดเมล็ด

ประเภทของฟอสฟอรัส

ฟอสฟอรัสขาว

โมเลกุลของฟอสฟอรัสขาวประกอบด้วยฟอสฟอรัส 4 อะตอม มีสูตรโมเลกุล P₄

• เป็นของแข็งสีขาวหรือเหลือง ว่องไวในการเกิดปฏิกิรยามาก
• มีจุดหลอมเหลว 44 °C
• มีความหนาแน่น 1.82 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
• ไม่นำไฟฟ้า
• ไม่ละลายน้ำ ละลายได้ในคาร์บอนไดซัลไฟด์ (CS₂) หรือตัวทำละลายอื่นที่โมเลกุลไม่มีขั้ว เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl₄)
• ลุกไหม้ในอากาศได้เองที่อุณหภูมิ 35 C จึงต้องเก็บไว้ในน้ำไม่ให้สัมผัสกับ O₂
• มีกลิ่นคล้ายกระเทียมเป็นพิษ ถ้าหายใจเข้าไปจะเป็นโรคขากรรไกรผุ
• ต้มกับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ได้ ฟอสฟีน (PH₃)

ฟอสฟอรัสแดง

โมเลกุลมีโครงสร้างเป็นสายยาวคล้ายลูกโซ่ เป็นพอลิเมอร์ของ P₄

• เป็นของแข็งสีแดง เป็นรูปที่เสถียรกว่าฟอสฟอรัสขาว
• มีจุดหลอมเหลว 590 °C ที่ 43 บรรยากาศ
• มีความหนาแน่น 2.34 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
• ไม่นำไฟฟ้า
• ไม่ละลายในน้ำและ คาร์บอนไดซัลไฟด์
• ลุกไหม้ในอากาศที่อุณหภูมิ 250 °C

ฟอสฟอรัสดำ

มีโครงสร้างแบบโครงร่างตาข่าย มีสมบัติดังนี้

• เป็นของแข็งสีดำ
• มีจุดหลอมเหลว 610 °C
• มีความหนาแน่น 2.699 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร
• เสถียรกว่าฟอสฟอรัสแดง และติดไฟยาก
• นำไฟฟ้าได้เล็กน้อยเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะนำไฟฟ้าได้ดีขึ้น

ประโยชน์ของฟอสฟอรัส

• เป็นแร่ธาตุที่สามารถพบได้ในทุกเซลล์ของร่างกาย ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกันกับกระบวนการทางเคมีของร่างกายในเกือบทุกส่วน มีความสำคัญต่อการทำงานที่เป็นปกติสม่ำเสมอของหัวใจ และสำคัญอย่างมากต่อการทำงานของไต ต่อโครงสร้างของกระดูกและฟัน ร่างกายจำเป็นต้องใช้ฟอสฟอรัสในกระบวนการส่งต่อสัญญาณประสาท
• วิตามินดีและแคลเซียม มีส่วนสำคัญต่อการทำงานของฟอสฟอรัส ถ้าหากร่างกายขาดฟอสฟอรัส วิตามินบี 3 จะไม่สามารถดูดซึมได้ และโรคจากการขาดฟอสฟอรัส ได้แก่ โรคเหงือกอักเสบและโรคกระดูกอ่อนในเด็ก โดยศัตรูของฟอสฟอรัส ได้แก่ การรับประทานธาตุเหล็ก แมกนีเซียม อะลูมิเนียม มากเกินไป อาจทำให้ฟอสฟอรัสด้อยประสิทธิภาพลง
• ฟอสฟอรัส ช่วยบรรเทาอาการปวดจากข้ออักเสบได้
• ฟอสฟอรัสสามารถนำมาทำไม้ขีดไฟได้

อ้างอิง

1. กลุ่มไนโตรเจน (N)
2. en:Hennig_Brand
3. รายการพินิจนคร ตอน พระปฐมเจดีย์ ปาฏิหาริย์แห่งสถูปสถาน โบราณคดีแห่งทวาราวดี ทางทีวีไทย : 16 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2553