磷（Phosphorus），是第15号化学元素，符号P。处于元素周期表的第三周期、第ⅤA族。磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。磷还是使心脏有规律地跳动、维持肾脏正常机能和传达神经刺激的重要物质。没有磷时，烟酸（又称为维生素B3）不能被吸收；磷的正常机能需要维生素D（维生素食品）和钙（钙食品）来维持。

磷被首次发现存在于恒星爆炸后的宇宙残余物里。对超新星残余物仙后座A的最新观测揭示了磷存在的最新证据。它是在深空发现的两大元素之一，或可能给科学家提供有关生命在宇宙里的可能性的线索。

元素在太阳中的含量：7ppm

元素在海水中的含量：0.0015ppm

地壳中含量：1000ppm

磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。广泛存在于动植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙排列为第六位。约占人体重的1%，成人体内约含有600-900g的磷。体内磷的85.7%集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，作为人体细胞DNA和RNA的重要组成元素，是机体很重要的一种元素。

单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度1.82g/㎝³。熔点44.1℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水，易溶解于二硫化碳溶剂中．在高压下加热会变为黑磷，其密度2.70g/㎝³，略显金属性。电离能为10.486eV。一般不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在250℃隔绝空气加热数小时或暴露于光照下可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度2.34g/㎝³，熔点590℃（在43atm下，熔点是590℃，升华温度416℃），沸点280℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。 [1-2]  

已发现的共有23种：包括从磷-24到磷-46。其中只有磷-31最为稳定。其它同位素都具有放射性，其中磷-32、磷-33的半衰期在10d内，其余的都为极不稳定的放射性同位素。

黑磷（金属磷）

黑色有金属光泽的晶体，在磷的同素异形体中反应活性最弱，在空气中不会点燃。化学结构类似石墨，因此可导电。

化学式一般写为P。

深黑色粉末

白磷（黄磷）

化学式：P4

淡黄蜡似半透明可结晶的固体，于黑暗中能发光。有特臭，剧毒。密度1.83g/cm3，熔点44.4℃，沸点287℃。

红磷（赤磷）

化学结构为巨型共价分子。

化学式一般写为P。

鲜红色粉末，无毒，密度2.296g/cm3，熔点300℃，沸点725℃，是黄磷于压力下稀有气体中加热8-10日而成。

紫磷

把黑磷加热到125℃则变成钢蓝色的紫磷。

紫磷的化学活动性比白磷小，但仍能被硝酸氧化成磷酸。紫磷跟氯酸钾一起摩擦可以剧烈燃烧。化学结构为层状，但与黑磷不同。

化学式一般写为P。

白磷

纯白磷是无色而透明的晶体，遇光逐渐变黄，因而又叫黄磷。黄磷剧毒，误食0.1g就能致死。皮肤若经常接触到单质磷也会引起吸收中毒。白磷不溶于水，易溶于CS2中。经测定，不论在溶液中或在蒸汽状态，磷的分子质量都相当于分子式P4。磷蒸汽热至1073K，P4开始分解为P2。P2分子结构和N2相同。

白磷晶体是由P4分子组成的分子晶体，P4分子呈四面体构型，分子中P—P键长是221pm，键角∠PPP是60°。理论上研究认为，P—P键是98%3p轨道形成的键（3s和3d仅占很少成分），纯p轨道间的夹角应为90°，而实际仅有60°，因此P4分子中P—P键是受了很大应力而弯曲的键。其键能比正常无应力时的P—P键要弱，易于断裂，使白磷在常温下就有很高的化学活性。

白磷在潮湿的空气中发生缓慢氧化，部分的反应能量以光能的形式放出，故在暗处可看到白磷发光。当缓慢氧化积累的能量达到燃点（313K）时便发生自燃，因此白磷通常要储存在水中以隔绝空气。

白磷和氧化剂反应猛烈，它在氯气中可自燃；遇液氯或溴会发生爆炸，与冷浓硝酸反应激烈生成磷酸；在热的浓碱液中发生歧化反应生成磷化氢和次磷酸盐。

白磷的主要反应有

1．白磷在空气中自燃生成氧化物。

P4+3O2=P4O6（化合反应）

2．白磷与卤素单质剧烈反应，在氯气中也能自燃生成三氯化磷和五氯化磷。

P4+6Cl2=4PCl3（化合反应）

P4+10Cl2=4PCl5（化合反应）

3．白磷能被硝酸氧化成磷酸。

3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NO↑（氧化还原反应）

4．白磷溶解在热的浓碱中，歧化生成磷化氢和次磷酸盐。

P4 +3OH- +3H2O = PH3+ 3H2PO2-

5．白磷还可以把金、银、铜和铅从它们的盐中取代出来，例如白磷与热的铜盐反应生成磷化亚铜，在冷溶液中则析出铜。

（氧化还原反应）

2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3PO4+5H2SO4（氧化还原反应）

硫酸铜是白磷中毒的解毒剂，如不慎白磷沾到皮肤上，可用CuSO4溶液冲洗，用磷的还原性来解毒。

6．白磷可以被氢气还原生成磷化氢。

P4+6H2=4PH3

红磷

红磷的着火点极高，在空气中不发生自燃，但是只需要在红磷中加入少量的MnO2，片刻将会发生燃烧，在这个过程中一定需要注意安全，最好在一个安全的容器内做这个实验，否则将可能发生意外。

磷的氧化物有三氧化二磷和五氧化二磷。

三氧化二磷

磷在常温下慢慢氧化，或在不充分的空气中燃烧，均可生成P(Ⅲ)氧化物P4O6，常称做三氧化二磷。

P4O6的生成可以看成是P4分子中的P-P键因受到O2分子的进攻而断开，在每个P原子间嵌入一个O原子而形成稠环分子。形成P4O6分子后，4个P原子的相对位置（正四面体的角顶）并不发生变化。

由于三氧化二磷的分子具有似球状的结构而容易滑动，所以三氧化二磷是有滑腻感的白色吸潮性蜡状固体，熔点296.8K，沸点（在氮气中）446.8K。

①三氧化二磷有很强的毒性，溶于冷水中缓慢地生成亚磷酸，它是亚磷酸酐。

P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3

②三氧化二磷在热水中歧化生成磷酸和放出磷化氢：

P4O6+6H2O(热)=PH3↑+3H3PO4

③三氧化二磷易溶于有机溶剂中。

五氧化二磷

磷在充分的氧气中燃烧，可以生成P2O5，这个化合物常简称为五氧化二磷。其中P的氧化数为+5。

在P4O6的球状分子中，每个P原子上还有一对孤电子对，会受到O2分子的进攻，生成四个P=O双键，而形成P4O10的分子。

五氧化二磷是白色粉末状固体，熔点693K，573K时升华。它有很强的吸水性，在空气中很快就潮解，因此它是一种最强的干燥剂。

五氧化二磷与水作用激烈，放出大量热，生成P(Ⅴ)的各种含氧酸，并不能立即转变成磷酸，只有在HNO3存在下煮沸才能转变成磷酸：

P4O10+6H2O=4H3PO4（在HNO3与煮沸的条件下）

五氧化二磷是磷酸的酸酐。

三卤化磷

用气态的氯和溴与白磷作用可以得到PCl3和PBr3，根据理论比值混合白磷和碘在CS2中反应可以得到PI3。三氟化磷可用三氟化砷与三氯化磷的反应制备：

PCl3+AsF3=PF3+AsCl3

磷也生成一些混合卤化物如PF2Cl和PFBr2。

五卤化磷

单质和卤素直接反应或三卤化物和卤素反应可以得到五卤化磷：

P4 +10Cl2 = 4PCl5

PF3+ Cl2 = PF3Cl2

第二种方法特别适用于制备混合卤化物。

卤氧化磷

五卤化磷和过量的水直接接触时会迅速发生水解作用，产生磷酸和氢卤酸：

PX5+4H2O= H3PO4 +5HX

如果使五卤化磷和有限量的水作用，水解产物是氢卤酸和卤氧化磷(或卤化磷先)POX3。：

PX5 +H2O = POX3+2HX.

卤化氧磷是许多金属卤化物的非水溶剂，它们也能和许多金属卤化物形成配合物，如ZrCl4··2POCl3，这种配合物应用于分离Zr和Hf。

白磷

将磷酸钙、石英砂（SiO2）和炭粉的混合物放在电弧炉中熔烧还原：

把生成的磷蒸气P4通过水面下冷却，就得到凝固的白色固体——白磷。

该反应的本质是碳把高氧化态的磷还原成单质磷，单纯的碳还原磷酸钙的反应需要很高的温度，加入石英砂后可大大降低反应温度。

红磷

将白磷隔绝空气加热到533K就转变为无定形红磷。它是一种暗红色的粉末，不溶于水、碱和CS2中，基本无毒，其化学性质也比较稳定，虽然可与各种氧化剂反应，但不如白磷那样猛烈，在空气中也不自燃，加热到673K以上才着火。若与空气长期接触也会极其缓慢的氧化，形成易吸水的氧化物，所以红磷保存在未密闭的容器中会逐渐潮解，使用前应小心用水洗涤、过滤和烘干。

黑磷

黑磷是磷的一种最稳定的变体，但因形成它所需的活化能很高，故在一般条件下，其他变体不容易转变为黑磷，只有在1200MPa，将白磷加热到473K方能转化类似石墨片状结构的黑磷。黑磷能导电。在磷的主要三种同素异形体中，黑磷的密度最大（2.7g/cm3），不溶于有机溶剂，一般不易发生化学反应。

工业上用白磷来制备高纯度的磷酸，生产有机磷杀虫剂、烟幕弹等。含有少量磷青铜叫做磷青铜，它富有弹性、耐磨、抗腐蚀，用于制作轴承、阀门等。大量红磷用于火柴生产，火柴盒侧面所涂物质就是红磷与三硫化二锑等的混合物。磷还用于制备发光二极管的半导体材料如GaASxP1-x等。