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P 15

Phosphorus (P)

nonmetal
周期: 3 族: 15 ブロック: p

Solid

標準原子量

30.973762 u

電子配置

[Ne] 3s2 3p3

融点

44.15 °C

沸点

280.5 °C

密度

1820 kg/m³

酸化数

−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5

電気陰性度(Pauling)

2.19

第1イオン化エネルギー

10.486686 eV

発見年

1669

原子半径

100 pm

詳細

名称の由来 Greek: phosphoros, (bringer of light).
発見国 Germany
発見者 Hennig Brand

Phosphorus is a reactive nonmetal in group 15 and is essential to life as a component of nucleic acids, phospholipids, and energy-transfer molecules. It does not occur naturally as the free element because it is readily oxidized, but it is abundant in phosphate minerals. Elemental phosphorus is notable for its several allotropes, especially highly reactive white phosphorus and more stable red and black forms.

Phosphorus exists in four or more allotropic forms: white (or yellow), red, and black (or violet). Ordinary phosphorus is a waxy white solid; when pure it is colorless and transparent. White phosphorus has two modifications: alpha and beta with a transition temperature at -3.8°C.

It is insoluble in water, but soluble in carbon disulfide. It takes fire spontaneously in air, burning to the pentoxide.

The name derives from the Greek phosphoros for "bringing light" because it has the property of glowing in the dark. This was also the ancient name for the planet Venus, when it appears before sunrise. Phosphorus was discovered by the German merchant Hennig Brand in 1669.

In what is perhaps the most disgusting method of discovering an element, phosphorus was first isolated in 1669 by Hennig Brand, a German physician and alchemist, by boiling, filtering and otherwise processing as many as 60 buckets of urine. Thankfully, phosphorus is now primarily obtained from phosphate rock (Ca3(PO4)2).

From the Greek phosphoros, light bearing; ancient name for the planet Venus when appearing before sunrise. Brand discovered phosphorus in 1669 by preparing it from urine.

画像

性質

物理的性質

原子半径(経験値)
100 pm 全元素の原子半径(経験値)を比較 →
共有結合半径
107 pm 全元素の共有結合半径を比較 →
ファンデルワールス半径
180 pm 全元素のファンデルワールス半径を比較 →
金属半径
110 pm 全元素の金属半径を比較 →
密度
1820 kg/m³ 全元素の密度を比較 →
モル体積
0.017 L/mol
標準温度・圧力(STP)での相
固体 全元素の標準温度・圧力(STP)での相を比較 →
融点
44.15 °C 全元素の融点を比較 →
沸点
280.5 °C 全元素の沸点を比較 →
比熱容量
0.769 J/(g·K) 全元素の比熱容量を比較 →
モル熱容量
23.824 J/(mol·K) 全元素のモル熱容量を比較 →
結晶構造
立方構造 全元素の結晶構造を比較 →

化学的性質

電気陰性度(Pauling)
2.19 全元素の電気陰性度(Pauling)を比較 →
電気陰性度(Allen)
2.253
電子親和力
0.7466 eV
第1イオン化エネルギー
10.486686 eV 全元素の第1イオン化エネルギーを比較 →
第2イオン化エネルギー
19.769558 eV 全元素の第2イオン化エネルギーを比較 →
第3イオン化エネルギー
30.202744 eV 全元素の第3イオン化エネルギーを比較 →
第4イオン化エネルギー
51.444047 eV 全元素の第4イオン化エネルギーを比較 →
第5イオン化エネルギー
65.025334 eV 全元素の第5イオン化エネルギーを比較 →
酸化数
−3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 全元素の酸化数を比較 →
価電子
5 全元素の価電子を比較 →
同素体
["red", "white"]
電子配置
[Ne] 3s2 3p3

熱力学的性質

臨界点(温度)
721 °C
融解熱
0.00684044 eV 全元素の融解熱を比較 →
蒸発熱
0.12851739 eV 全元素の蒸発熱を比較 →
昇華熱
3.271597 eV
原子化熱
3.271597 eV
原子化エンタルピー
3.280303 eV

原子核

陽子数
15 全元素の陽子数を比較 →
中性子数
16 全元素の中性子数を比較 →
既知の同位体
24 全元素の既知の同位体を比較 →
安定同位体
1 全元素の安定同位体を比較 →
最も安定な同位体
P-31
発見年
1669

存在度

存在度(地殻)
1050 mg/kg 全元素の存在度(地殻)を比較 →
存在度(海洋)
0.06 mg/L 全元素の存在度(海洋)を比較 →

結晶構造

格子定数a
717 pm

電子構造

各電子殻の電子数
2, 8, 5 全元素の各電子殻の電子数を比較 →

識別子

CAS登録番号
7723-14-0 全元素のCAS登録番号を比較 →
項記号
4S°3/2
InChI
InChI=1S/P
InChI Key
OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N

電子配置 測定値

イオンの電荷
陽子 15
電子 15
電荷 中性
電子配置 P: 3s² 3p³
電子配置
測定値
[Ne] 3s² 3p³
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
軌道図
1s
2/2
2s
2/2
2p
6/6
3s
2/2
3p
3/6 3↑
総電子数: 15 不対電子: 3 ?

原子モデル

陽子 15
中性子 16
電子 15
質量数 31
安定性 安定

同位体によって中性子数、質量、安定性は変わりますが、中性原子の電子配置は変わりません。

模式的な原子モデルです。実際の縮尺とは異なります。

原子の指紋

発光/吸収スペクトル

25 / 50 (50 強度データあり:50本)
測定値
発光 可視光:380–750 nm

同位体分布

単同位体元素
天然に存在する唯一の同位体:31 — 100.0000%
31100.0000%質量数天然存在比(%)
質量数原子質量(u)天然存在比半減期
31 安定30.97376199842 ± 0.0000000007100.0000%安定
測定値

相/状態

1 atm / 101.325 kPa
固体 25 °C (298.15 K)

理由: 融点(44.15 °C)より19.2 °C低い

融点 44.15 °C
沸点 280.5 °C
融点との差(下) 19.2 °C
0 K 現在の温度: 25 °C 6000 K
相変化図

模式図、実際の縮尺とは異なります

固体
液体
気体
融解
沸騰
25°C
固体
液体
気体
現在

相転移点

融点 文献値
44.15 °C
沸点 文献値
280.5 °C
現在の相 計算値
固体

相転移エネルギー

融解熱 文献値
0.00684044 eV

融点で1 molを融解させるのに必要なエネルギー

蒸発熱 文献値
0.12851739 eV

沸点で1 molを蒸発させるのに必要なエネルギー

昇華熱 文献値
3.271597 eV

昇華点で1 molを昇華させるのに必要なエネルギー

密度

基準密度 文献値
1820 kg/m³

標準条件下

現在の密度 計算値
1820 kg/m³

標準条件下

詳細

臨界点 文献値
721 °C

原子スペクトル

全15件中10件を表示しています。 イオンの電荷の昇順で並べています。

スペクトル線データの収録状況 ?

イオン電荷スペクトル線の総数遷移確率準位の表記
P I 0258132133
P II +11007373
P III +2702323
P IV +31297878
P V +4483030
P VI +5555
P VII +6333
P VIII +7202020
P IX +8474747
P X +9262626
NISTスペクトル線データの収録状況 →

準位データの収録状況 ?

イオン電荷準位
P I 0289
P II +1162
P III +2129
P IV +3211
P V +468
P VI +560
P VII +662
P VIII +765
P IX +848
P X +958
NIST準位データの収録状況 →
15 P 30.973761998

Phosphorus — 原子軌道可視化ツール

[Ne]3s23p3
エネルギー準位 2 8 5
酸化数 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5
HOMO 3p n=3 · l=1 · m=-1
Phosphorus — 原子軌道可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます
15 P 30.973761998

Phosphorus — 結晶構造可視化ツール

Primitive Cubic · ピアソン記号 cP1
実験値
ピアソン記号 cP1
配位数 6
充填率 52.000%
Phosphorus — 結晶構造可視化ツールのプレビュー
Three.jsは必要な場合にのみ読み込まれます

イオン半径

電荷配位スピン半径
+36データなし44 pm
+54データなし17 pm
+55データなし28.999999999999996 pm
+56データなし38 pm

化合物

P
30.974 u
P-3
30.974 u
P-
30.974 u
P-3
30.974 u

同位体 (1)

質量数原子質量(u)天然存在比半減期崩壊形式
31 安定30.97376199842 ± 0.0000000007100.0000%安定
stable
31 安定
原子質量(u) 30.97376199842 ± 0.0000000007
天然存在比 100.0000%
半減期 安定
崩壊形式
stable

スペクトル線

全122件中50件を表示しています。 初期設定では、強度の測定値があるスペクトル線のみを表示します。

波長(nm)強度電離段階種類遷移精度出典
460.2069 nm600P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.4d 3F*測定値NIST
422.2198 nm500P IIIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*測定値NIST
458.8032 nm500P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.4d 3F*測定値NIST
458.9846 nm500P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.4d 3F*測定値NIST
494.3497 nm500P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
602.418 nm500P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3D測定値NIST
604.308 nm500P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3D測定値NIST
405.9312 nm400P IIIemission3s2.3d 2D → 3s2.4p 2P*測定値NIST
442.0712 nm400P IIemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.4p 1S測定値NIST
529.6077 nm400P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3S測定値NIST
542.588 nm400P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
545.0709 nm400P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
603.404 nm400P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3D測定値NIST
424.672 nm350P IIIemission3s2.4s 2S → 3s2.4p 2P*測定値NIST
608.784 nm350P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3D測定値NIST
616.56 nm350P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3D測定値NIST
395.7641 nm300P IIIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4P測定値NIST
408.0089 nm300P IIIemission3s2.3d 2D → 3s2.4p 2P*測定値NIST
424.9655 nm300P IVemission3s.4s 1S → 3s.4p 1P*測定値NIST
462.6708 nm300P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.4d 3F*測定値NIST
465.8309 nm300P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.4d 3F*測定値NIST
495.4367 nm300P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
496.9701 nm300P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
525.3479 nm300P IIemission3s2.3p.4s 1P* → 3s2.3p.4p 1D測定値NIST
534.4729 nm300P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
538.6895 nm300P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
531.6055 nm250P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
537.8192 nm250P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
558.8301 nm250P IIemission3s2.3p.4p 3S → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
605.55 nm250P IIemission3s2.3p.4p 1D → 3s2.3p.5s 1P*測定値NIST
390.4811 nm200P IIIemission3s.3p.(3P*).4s 4P* → 3s.3p.(3P*).4p 4P測定値NIST
405.7449 nm200P IIIemission3s2.3d 2D → 3s2.4p 2P*測定値NIST
438.5393 nm200P IIemission3s2.3p.4p 1P → 3s2.3p.5s 1P*測定値NIST
447.527 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.4d 3D*測定値NIST
449.923 nm200P IIemission3s2.3p.4p 1D → 3s2.3p.4d 1F*測定値NIST
486.4426 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
540.9722 nm200P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
548.3519 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
549.9697 nm200P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3P測定値NIST
550.7174 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
554.1139 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
558.3235 nm200P IIemission3s2.3p.4p 3P → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
534.5854 nm180P Iemission3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).5p 2P*測定値NIST
547.7672 nm180P Iemission3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).5p 2D*測定値NIST
716.547 nm180P Iemission3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).5d 4F測定値NIST
717.666 nm180P Iemission3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).5d 4F測定値NIST
492.7197 nm150P IIemission3s2.3p.4p 3D → 3s2.3p.5s 3P*測定値NIST
519.1393 nm150P IIemission3s2.3p.4s 3P* → 3s2.3p.4p 3S測定値NIST
510.9625 nm140P Iemission3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).5p 4P*測定値NIST
515.4842 nm140P Iemission3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).5p 4D*測定値NIST

詳細な性質

共有結合半径(詳細)

共有結合半径(Pyykkö)
111 pm
共有結合半径(Pyykkö、二重結合)
102 pm
共有結合半径(Pyykkö、三重結合)
94 pm

ファンデルワールス半径

Bondi
180 pm
Batsanov
195 pm
Alvarez
190 pm
UFF
414.7 pm
MM3
222 pm
Dreiding
415 pm

原子半径と金属半径

原子半径(Rahm)
223 pm
金属半径(C12)
128 pm

番号付けの尺度

Mendeleev
94
Pettifor
90
Glawe
89

電気陰性度の尺度

Ghosh
0
Miedema
6
Gunnarsson–Lundqvist
5
Robles–Bartolotti
4

分極率と分散

双極子分極率
25 a.u.
双極子分極率(不確かさ)
1 a.u.
C₆
185 Ha·Bohr6
C₆ (Gould–Bučko)
187 Ha·Bohr6

化学親和力

プロトン親和力
626.8 kJ/mol
気相塩基性
604.8 kJ/mol

ミーデマパラメータ

ミーデマモル体積
8.6 cm3/mol
ミーデマ電子密度
4

供給リスクと経済性

生産集中度
39
相対供給リスク
5
埋蔵量の分布
45
政治的安定性(最大生産国)
24
政治的安定性(最大埋蔵国)
29

相転移と同素体

white
融点317.3 K
沸点553.65 K
臨界点(温度)994.15 K
red 昇華
融点852.35 K
沸点704.15 K
臨界点(温度)994.15 K

酸化数の分類

+1 extended
−1 extended
+4 extended
+5 main
+2 extended
−2 extended
0 extended
−3 main
+3 main

専門参考データ

遮蔽定数 (5)
n軌道σ
1s0.4422
2p4.0388
2s5.175
3p10.1136
3s9.3582
結晶半径の詳細 (4)
電荷CNスピンrcrystal (pm)由来
3VI58Ahrens (1952) ionic radius,
5IV31
5V43
5VI52calculated,
同位体の崩壊形式 (50)
同位体モード強度
24p—
24B+—
24B+p—
25p—
26B+100%
26B+p35.1%
262p2%
27B+100%
27B+p0.1%
28B+100%
X線散乱因子 (504)
エネルギー (eV)f₁f₂
10—8.47738
10.1617—8.27092
10.3261—8.06949
10.4931—7.87297
10.6628—7.68123
10.8353—7.49416
11.0106—7.31165
11.1886—7.13359
11.3696—6.95985
11.5535—6.79035

追加データ

Sources

Sources of this element.

Never found free in nature, it is widely distributed in combination with minerals. Phosphate rock, which contains the mineral apatite, an impure tri-calcium phosphate, is an important source of the element. Large deposits are found in Russia, in Morocco, and in Florida, Tennessee, Utah, Idaho, and elsewhere.

参考文献 (1)

Production

Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).

White phosphorus may be made by several methods. By one process, tri-calcium phosphate, the essential ingredient of phosphate rock, is heated in the presence of carbon and silica in an electric furnace or fuel-fired furnace. Elementary phosphorus is liberated as vapor and may be collected under phosphoric acid, an important compound in making super-phosphate fertilizers.

参考文献 (1)

参考文献

(9)
2 Atomic Mass Data Center (AMDC), International Atomic Energy Agency (IAEA)
P

The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.

3 IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW)
Phosphorus

Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.

4 IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI)

The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.

ライセンスに関する注記: Copyright (c) 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) contribution within Pubchem is provided under a CC-BY-NC-ND 4.0 license, unless otherwise stated.
5 Jefferson Lab, U.S. Department of Energy
Phosphorus

Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/

ライセンスに関する注記: Please see citation and linking information: https://education.jlab.org/faq/index.html
6 Los Alamos National Laboratory, U.S. Department of Energy
Phosphorus

The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.

7 NIST Physical Measurement Laboratory
Phosphorus

The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database

8 PubChem Elements
Phosphorus

This section provides all form of data related to element Phosphorus.

9 PubChem Elements
Phosphorus

The element property data was retrieved from publications.

最終更新:

データ検証済み:

内容は最新の科学データと照合して確認されています。