Fosfor

Elementler tablosunun VA kolonunda ikinci element olarak yeralan bir ametal. (simgesi P olan kimyasal element)

1669’da, Hamburg’da Hennig Brand tarafından idrarada bulunan fosfor, daha sonra Johann Kunchel ile Boyle tarafından elde edildi. Schale ise kavrulmuş kemiklerden fosfor üretmenin yöntemini gösterdi.

Fosfor, birçok allotropu olan çok biçimli bir katıdır; allotrupları arasında en çok bilinenleri, oldukça farklı fiziksel özellikler taşıyan beyaz ve kırmızı fosfordur. Beyaz fosfor amber renginde, yarı saydam, yumuşak, sarımsak kokulu ve kübik sistemde kristalleşen bir katıdır; 44,10C’ta erir ve yeniden soğutulduğunda kolayca aşırı erimiş durumda kalır. Su ve alkolde çözünmemesine karşın, karbon sülfür benzen ve sıvı amonyakta çözünür. Çok kuvvetli bir zehir olduğundan birkaç santigram dozda bile öldürücüdür. Fosfor buharının ani soğutulmasıyla elde edilen beyaz fosfor, soğukta yarı kararlı bir maddedir.

Kırmızı fosfor pembeden mora kadar değişen çeşitli renkler alır. Yoğunluğu 2,2 olan bu elementin, belli bir erime noktası yoktur; ancak 417 0C’da, 1 atmosfer buhar basıncında süblimleşir. Beyaz fosforun çözücülerinde çözünmemesine karşın, yalnıca erimiş kurşunda çözünür. Ayrıca zehirli de değildir. Soğukta, beyaz fosfordan daha kararlıdır; çünkü beyaz fosfor ışıklı bir ortama bırakıldığında ağır ağır kırmızı fosfora dönüşür; bu dönüşüm ılımlı bir ısıtmayla hızlandırılır.



Atom sayısı : 15

Atom kütlesi : 30,97

Erime sıcaklığı (beyaz fosfor) : 44,1 0C

Kaynama sıcaklığı (beyaz fosfor): 280 0C

Özgül kütlesi : 1,82 g/cm3

Yükseltgeme dereceleri : -5,-3,+3,+5

Elektron biçimlendirmesi : [2,8] s2 p3

İzotopları : 28-34

Doğal fosfor : 31P : %100



Fosfor buharı, 1000 0C’a dek dörtatomlu, 1700 0C’ta dek ikiatomlu, daha yüksek sıcaklıklarda ise biratomludur. Beyaz fosfor ile kırmızı fosfor hemen hemen aynı kimyasal özellikleri taşır, bununla birlikte beyaz fosfor, çok şiddetli tepkimeler verir.



Fosforun Kimyasal Özellikleri. Fosfor, dönemli elementler sınıflandırmasında VBkolonunda kendinden önce gelen azota benzer ve onun gibi hemen tümüyle ortak değerlikli bağlar oluşturan beş değerlik elektron içerir. Ayrıca fosforun 3d yörüngeleri elverişli olduğundan tüm değerlik elektronları, PCl3’de olduğu gibi, üçgen çift piramit biçimindeki bir düzenlemenin beş bağını vermek üzere kullanılabilir. Fosforu, azottan ayıran temel özellik, çok tepkin olmasıdır. Pekçok maddeyle birleşir ve çoğu kez şiddetli tepkimeler verir. Oksijene karşı gösterdiği ilgi, kuvvetli bir indirgen olduğunun belirtisidir. Gaz halinde, dörtyüzü olan fosfor molekülü, kararsızdır; aşağıdaki tepkimeye göre tersdeğişime uğrayarak +1 ve -3 yükseltgenme dereceli bileşikler verir.

P4+6H2O→PH3+3H3PO2

Öte yandan fosforun artı yükseltgenme derecelerine denk düşen serbest zayıf entalpleri, çok zayıf yükseltgen cisimlerin bile fosforu her zaman fosforik aside (H3PO4) yükseltgeyebileceğini gösterir. Fosfor, azaltan daha az elektronegatifdir; NH3’le aynı yapıda olan PH3’ü oluşturmak hidrojenle doğrudan birleşmez.

Fosfor yanıcıdır; beyaz fosfor 50 0C’ta doğru havada alev alır; kırmızı fosfor ise ancak 400 0C’a doğru tutuşur. Göz kamaştırıcı bir alevle yanarak büyük bir ısı yayar; yanma sonucunda fosforik anhidrit açığa çıkar. Öte yandan beyaz fosfor da soğukta havada yavaş yavaş yanar; tepkime sırasında fosfit asitinin anhidritine verir; karanlıkta mavimsi solgun bir ışık yayar ve adınıda bu ışıktan alır. Beyaz fosfor, yükseltgenmesi ısı verici olduğundan genellikle kendiliğinden tutuşur. Bu nedenle beyaz fosforu su dolu kaplarda saklamak gerekir; ayrıca bu maddeye elle dokunmak tehlikelidir.



Fosfor Bileşikleri.



Halojenli bileşikler. Fosfor flor, klor yada bronla birleştiğinde yanarak üç yada beşdeğerlik halojenürleri verir. Benzer özellikler taşıyan bu farklı bileşiklerin en önemlileri, asit klorürler gibi davranan sıvı fosfor triklorür ile katı fosfor pentaklorürdür. Pentaklorürün kararsız oluşu, bir bileşiğin organik kimyada klorürleyici bir etken olarak kullanılmasını sağlar.



Hidrojenli bileşikler. → Fosfin ve fosfür



Oksijenli bileşikler. Fosfor, hidrojenle pekçok bileşik oluşturur; bu bileşikler anhidritler ile anhidritlerin hidratlanması sonucu elde edilen asitler yada bu asitlerden suyun kısmen giderilmesiyle oluşturulan yoğunuşmuş asitlerdir. İkili bileşikler arasında fosfit aside anhidriti (P2O3), ortofosfit asidi (H3PO3), ortofosforik asit (H3PO4); yoğuşmuş asitler arasında ise hipofosforik asit (H4P2O6), Pirafosforik asit (H4P2O7) ve metafosforik asit (HPO3) sayılabilir. Bunların en önemlileri fosforik asitlerin bileşikleridir.



Fosfik bileşikleri. Formülü gerçekte (P4O6)’dan fosfit asidi anhidriti (P2O3), hafifçe ısıtılan fosfor üzerinden kuru hava akımının geçirilmesiyle elde edilir. Havada yavaş yavaş yükseltgenir ve fosforışı özellikler gösterir. Suda çözünerek fosfit asidi (H3PO3) verir.

Fofik asidi, suyun fosfor triklorür üzerine etkimesiyle de kolayca elde edilir; ısıtıldığında bozunarak ortofosforik asit ve fosfine dönüşür. Bu nedenle, indirgen özellikler taşır. Bu bileşik, fosfit asitlerle yansız fosfitleri veren bir diasittir.



Biyokim. Temel biyolojik önemi çok büyük bir kimyasal element olan fosfor canlı organizmada çeşitli hallerde bulunur. Vücuda besinler (et,yumurta sarısı, tahıl vb) yoluyla alınır; soğurulması ve vücuda dağılması daha çok vitamine (D vitamini) ve hormonlara (paratiroit hormonları) ve biraz da gazyumun soğurulmasına bağlıdır; fosfor ve D vitamini eksikliği, bir de hiperparatroidi iskelette minerallerin gittikçe azalmasına yol açar.



Çevrebil. Fosfor, yayılabileceği ortamlara aşırı ölçüde atıldığı zaman karalardaki sularda önemli ölçüde kirlenme yapabilir; besinle kirlenme. Fosfor sularda özellikle fozfat biçiminde bulunur; ortofosfatlar, yoğun fosfatlar ve organik fosfatlar. Suların fosforla kirlenmesi tarımda büyük miktarlarda kullanılan fosfatlı gübrelerin sularla yıkanıp taşınmasından ve deterjanların sulara karışmasından ileri gelir. Aslında fosforun yalnız humuza ve topraktaki mikroorganizmaların bünyesine yerleşmesi onun bitkilerce hızlı özümlenebilen biçimini oluşturur. Bu nedenle humuz birikmesine özen göstermek ve toprakta en yüksek düzeyde mikroorganizma etkinliği sağlanmasına dikkat etmek çok önemlidir, çünkü fosfatlı gübre kullanılması, uzun vadede, toprakların kötü kullanılması yüzünden meydana gelen, fosfor kayıplarını karşılayamaz. Doğada en önemli fosfor kaynağı fosfat taşıdır. Fosfor bitkiler aracılığıyla fosfat biçiminde beslenme zincirlerine (karada ve suda) girer. Döküntücül zincirler sayesinde organik maddenin mineralleşmesi çevrimi tamamlar. Su kuşlarının dışkılarının birikmesiyle oluşan bu guano, deniz kökenli fosforun kara ekosistemlerine geçişinin en tipik örneğidir.



Patol. Zehirlenmeye neden olan sadece beyaz fosfordur; bunun yerini kırmızı fosforun alması, meslek zehirlenmelerine ender hale getirmiştir. Akut fosfor zehirlenmesi (intihar, ilaçla zehirlenme) başlangıçta bir sindirim ecresiyle kendini belli eder (kusmuğu karanlıkta görülebilen sarımsak kokulu kusmalar, boğazda kuruluk, midede yanmalar, karın ağrıları, heyecan, terlemeler), bunun arkasından karaciğer yetersizliği ve sinirsel bozukluklar gelir. Süreğen fosfor zehirlenmesi (meslek zehirlenmesi) çene kemiklerinin nekrozu ile kendini belli eder.



Tarım. Fosfor, bitkiler için muhakkak gerekli ve verimli arıtıcı önemli bir elementtir. Bitkinin büyük fizyolojik işlevlerinin çoğunda rol alır. Fosfor eksikliği, bitkinin metabolizmasında büyük bozukluklar yaratır. Topraktaki fosfor yedekleri, bitkiler tarafından az çok kolaylıkla alınabilecek biçimlerde bulunur. Bunlar şöylece sıralanabilir; erimez mineral fosfor, organic fosfor, yüzde tutulan fosfor ve erimiş fosfor; bu son ikisi bitkilerce özümlenebilen fosforu oluşturur. Bu biçimlerden birine yada ötekisine geçişler karmaşık dengelerle sağlanır. Ekilil toprakların çoğunda yüzde tutulan fosforla, erimiş fosfor arasında çok kolay ve hızlı değiş tokuşlar olduğu kabul edilmektedir. Bu değiş tokuşlar şunları sağlar; hem erimiş fosfor bitkilerin kökleri tarafından alındığı zaman eksilen erimiş fosfor miktarı hızla tamamlanır, hem fosfatlı gübre verildiği zaman erimiş fosfor halinde yedekler birikir. Verimi arttırıcı maddelerdeki (gübreler) fosfor oranları fosforik anhidrit (P2O5) cinsinden ifade edilir.



Fosforun allotropik şekilleri. Fosforun, beyaz fosfor, kırmızı fosfor ve metalik fosfor isimleri verilen üç tane alltropu vardır. Metalik fosfor önemli olmadığı için biz diğer ikisiyle ilgileneceğiz.

Beyaz fosfor kapalı demir kaplarda 250-3000 arasında ısıtılarak kırmızı fosfora dönüştürülür. Kırmızı fosfor 6000 civarında ısıtılır, meydana gelen fosfor buharları yoğunlaştırılırsa beyaz fosfor ele geçer.

Beyaz fosfor P4 moleküllerinden meydana gelmiştir. E.n=440,K.n=2800, karbon sülfürde ve organik eritkenlerde eriyebilen çok zehirli bir maddedir. Kendiliğnden tutuştuğu için su altında saklanır.

Kırmızı fosfor molekülleri pek çok ve belirsiz sayıda P atomlarından meydana geldiği için formulü Px şeklinde yazılabilir. Hiçbir eritkende erimez, zehirli değildir, kendiliğinden tutuşmadığı için, açıkta saklanabilir.

Alıntı​