الخواص الكيميائية والفيزيائية لعنصر الفوسفور

عنصر الفوسفور هو عبارة عن مادة صلبة، والتي تسبب انبعاث ضوئي أو إنارة، وذلك عندما تتعرض للأضواء ذات الأطوال الموجية والألوان المختلفة، مثل ضوء الأشعة الفوق بنفسجية، أو الشعاع الإلكتروني، ولقد تم تصنيع مئات الآلاف من العناصر الفوسفورية، والتي يتميز كل منها بصفات خاصة به، واللون الضوئي المنبعث منه، والوقت اللازم لإنبعاث ذلك الضوء، والذي ينتج بعد عملية الإثارة الإلكترونية للعنصر، وتسمى هذه العملية بـ Electroluminescence، وهو يستخدم في صناعة شاشات التليفزيون ومصابيح الفلورسنت. (¹)

تسمية عنصر الفوسفور

تم تسمية عنصر الفسفور بهذا الإسم؛ استنادًا إلى الكلمة اللاتينية الأصل “Phosphoros”، والتي تعني “جالب الضوء” بالعربية.
وهي كلمة لاتينية ذات مقطعين، المقطع الأول هو “Phos” والتي تعني “الضوء”، أما المقطع الثاني فهو “Pherein” أي “محضر أو جالب” باللغة العربية. (²)

اكتشاف عنصر ال Phosphoros

لقد تم اكتشاف الفوسفور في عام 1669، عندما قام العالم الكيميائي Hennig Brandt، في مدينة هامبورج، حيث كان يحاول تصنيع philosopher’s stone، والذي كان يعتقد وقتها بأنه يمكن من خلاله تحويل العناصر الفلزية إلى ذهب، فقد قام بتسخين خليط مكون من الرمل والفحم مع الناتج من غلي حوالي 1200 جالون من البول،  وقام بتسخين هذا الخليط إلى أعلى درجة يصل إليها الفرن الخاص به.
بعد ساعات قليلة تكون بخار أبيض اللون وتكثف على شكل قطرات كبيرة توهجت بلمعان استمر إلى ساعات، فأسماه براندت بـ phosphorous، وهي كلمة لاتينية تستخدم للأشياء التي تبعث ضوء، وبما أنه كان يعتقد في أن العالم مصنوع من أربع عناصر فقط، وهي: النار والماء والهواء والأرض، فاعتقد أن هذا المركب الجديد يحتوي على تلك العناصر الأربعة. (³)

الخصائص الفيزيائية للفوسفور Phosphorus

إن عنصر الفسفور لا يوجد في الطبيعة على هيئته الخام، بل يوجد متحدًا مع أنواع من الصخور التي تحتوي على المعادن، ويسود العالم تخوف من إندثار عنصر الفوسفور من الأرض في عام 2050.
وهو عبارة عن مادة فلزية صلبة ذو هيئة شمعية، يكون لونه أبيض مائل للإصفرار، ولأنه مادة ذاتية الاشتعال عند التعرض للهواء، فيكون آمنًا عند حفظه تحت سطح الماء. (⁴)

يمكنك الاطلاع أيضًا على: حفّازات كيميائية بكلفة منخفضة تعزز استخلاص الهيدروجين من الماء

أنواع الفوسفور

يوجد عدد من الأنواع المختلفة للفسفور، غير أن هناك نوعان رئيسيان، أحدهما الفوسفور الأحمر والآخر الفوسفور الأبيض، لكل منهما خواصه الفيزيائية والكيميائية، وهما يطلق عليهما اسم Allotropes.

1- الفوسفور الأحمر:

• هو غير معروف من حيث الشكل والتركيب، إلا أنه يعتبر عنصر غير سام وغير قابل للاشتعال، وتكون نقطة انصهاره عند درجة حرارة 590° مئوية.
• ويستخدم في صناعة الجزء الخارجي من علبة الكبريت، والتي تحتك بها الثقاب لتشتعل.
• يتم تحضير الفوسفور الأحمر معمليًا عن طريق تسخين الفوسفور الأبيض في درجة حرارة 250 ° مئوية معزولًا عن الهواء الخارجي. (⁵)

2- الفوسفور الأبيض:

•  هو عبارة عن مادة صلبة شمعية، وهو عنصر سام وعند ملامسته للجلد يمكن أن يسبب حروق شديدة، حيث أنه ذاتي الاشتعال عند التعرض للهواء الجوي، كما أنه يتوهج ويضيء في الظلام.
• يستخدم في صناعة أجهزة الإضاءة والتدفئة والاشتعال.
• يتم تصنيع الفوسفور الأبيض عن طريق تسخين الصخور الفوسفاتية، في وجود الكربون والسليكا في أفران خاصة، ويتم إنتاج الفوسفور على هيئة بخار يتم تجميعه تحت الماء. (⁵)

يمكنك الاطلاع أيضًا على: فوسفور جديد للكشف عن بصمات الأصابع الخفية

أهمية عنصر الفوسفور

• إن عنصر الفسفور ضروري لجميع الكائنات الحية، حيث أنه يدخل في تركيب سكر الفوسفات المكون ل DNA و RNA.
• كما أن الجسم يحتاج إلى حوالي 1 جم من الفوسفات في اليوم الواحد.
• ويتم تخزين حوالي 750 جم في الجسم، حيث يتحول إلى فوسفات الكالسيوم الهام لتكوين العظام والأسنان.
• كما أنه يدخل في تصنيع الحديد الصلب وكذلك الأنواع المختلفة من المبيدات للآفات الزراعية insecticides، وأيضًا تصنيع الأسمدة التي تساعد في تخصيب التربة للزراعة fertilizers. 

المراجع

1. Wild, A. Soil phosphate maintenance. J, Soil Sci, 1949, 1, 221-238.
2. Larsen, Phosphorous soil, Issue, Agron, 1967, 19, 151–210.
3. Johnston, Soil and phosphates; International Fertilizer Industry Affiliation: Paris, France, 2000.
4. Matar, Professor Flood, Ryan, phosphorous fertilizers, and pruning reactions within the medidryland region, Issu, Soil Sciences, 1992, 18, 82-146. 
5. Buresh, RJ, Sanchez, Pennsylvania, Calhaun,  Soil, Fertility Regeneration in Africa, SSSA Extraordinary Bar. No. 51, Madison, Wisconsin, USA, 1997.