Fósforo
Elemento esencial en el ADN y ATP, también se usa en fertilizantes y productos químicos.
Propiedades rápidas
Qué es el fósforo
El fósforo (P) es el elemento número 15, un no metal tan reactivo que no existe libre en la naturaleza. Su variedad blanca arde sola en contacto con el aire y brilla en la oscuridad, de ahí su nombre, «portador de luz». Es imprescindible para la vida: forma parte del ADN, de los huesos y del ATP, la moneda energética de las células. Sus sales son un abono fundamental.
Para qué sirve el fósforo
Fertilizantes
El fósforo es un componente vital de los fertilizantes agrícolas, ya que es esencial para el crecimiento de las plantas. Se utiliza principalmente en forma de fosfatos, que ayudan a mejorar el rendimiento de los cultivos y la calidad del suelo.
Industria química
En la industria química, el fósforo se emplea en la producción de detergentes, productos ignífugos y pesticidas. Su capacidad para formar compuestos estables lo hace ideal para diversas aplicaciones industriales.
Biología celular
El fósforo es fundamental en la biología celular, formando parte del ATP, la molécula que almacena y transporta energía en las células. Sin fósforo, los procesos energéticos esenciales para la vida no podrían llevarse a cabo.
Tecnología
En tecnología, el fósforo se utiliza en la fabricación de semiconductores y LEDs. Su capacidad para emitir luz al ser excitado lo hace útil en aplicaciones electrónicas avanzadas.
Datos del fósforo
- Número atómico (Z)
- 15
- Masa atómica
- 30,974 u
- Punto de fusión
- 44,15 (blanco) / 590 (rojo) °C
- Punto de ebullición
- 280,5 °C
- Densidad
- 1,823 g/cm³ (blanco)
- Electronegatividad (Pauling)
- 2,19
- Radio atómico
- 98 pm
- Energía de 1ª ionización
- 1011,8 kJ/mol
- Afinidad electrónica
- 72 kJ/mol
- Estructura cristalina
- cúbica (blanco P₄), polimérica amorfa (rojo)
- Color / aspecto
- blanco/amarillo (P₄), rojo o negro según alótropo
- Origen del nombre
- del griego «phosphoros» (portador de luz), por la fosforescencia del P blanco
- Descubrimiento
- 1669 · Henning Brand (Alemania)
Propiedades del fósforo
Propiedades físicas
El fósforo puede presentarse en varias formas alotrópicas, siendo las más comunes el fósforo blanco y el rojo. El fósforo blanco es ceroso y altamente reactivo, mientras que el rojo es más estable y menos inflamable. Su densidad varía según la forma, y tiene un punto de fusión de alrededor de 44°C para el fósforo blanco.
Propiedades químicas
El fósforo es altamente reactivo, especialmente el fósforo blanco, que puede inflamarse espontáneamente en contacto con el aire. Forma compuestos principalmente con oxígeno y halógenos, y sus estados de oxidación más comunes son +3 y +5. Es esencial manejarlo con cuidado debido a su peligrosidad.
Configuración electrónica
La configuración electrónica abreviada del fósforo es:
[Ne] 3s² 3p³
En notación desarrollada completa:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
El fósforo distribuye sus 15 electrones siguiendo las reglas de Aufbau, Hund y el principio de exclusión de Pauli. Los electrones del último nivel energético (los electrones de valencia) son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
Estados de oxidación y valencias del fósforo
| Estado | Ejemplo(s) | Frecuencia |
|---|---|---|
| −3 | PH₃ (fosfina), fosfuros metálicos | secundario |
| +1 | HPH₂O₂ (ácido hipofosforoso) | raro |
| +3 | PCl₃, H₃PO₃ (ácido fosforoso), P₂O₃ | secundario |
| +5 | H₃PO₄ (ácido fosfórico), P₂O₅, PCl₅, fosfatos (NPK) | principal |
Si lo que necesitas es formular, en la página de las valencias del fósforo está cada estado de oxidación con su ejemplo resuelto , la nomenclatura de cada uno y de dónde sale a partir de la configuración electrónica.
Historia del fósforo
El fósforo fue descubierto en 1669 por el alquimista alemán Hennig Brand, quien intentaba crear oro a partir de orina. Durante sus experimentos, Brand evaporó la orina y calentó el residuo, obteniendo una sustancia que brillaba en la oscuridad. Este descubrimiento, aunque accidental, fue el primero de un elemento químico desde la antigüedad, marcando un hito en la historia de la química moderna.
Compuestos habituales
| Fórmula | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| P4O10 | Pentóxido de fósforo | Se utiliza como agente desecante y en la producción de ácido fosfórico. |
| H3PO4 | Ácido fosfórico | Es un componente clave en fertilizantes y aditivos alimentarios. |
| Ca3(PO4)2 | Fosfato de calcio | Se encuentra en los huesos y dientes, y se utiliza en la producción de fertilizantes. |
| PH3 | Fosfina | Un gas tóxico utilizado en la industria como fumigante. |
Dónde se encuentra el fósforo
El fósforo no se encuentra libre en la naturaleza debido a su alta reactividad, pero es abundante en forma de fosfatos en minerales como la apatita. También es esencial en los organismos vivos, formando parte de ácidos nucleicos y fosfolípidos. En el universo, se encuentra en pequeñas cantidades en las estrellas y meteoritos.
Isótopos del fósforo
| Isótopo | Masa | Abundancia | Vida media |
|---|---|---|---|
| P-31 | 30,97376 u | 100 % | estable |
| P-32 | 31,97391 u | — | 14,28 días |
| P-33 | 32,97173 u | — | 25,3 días |
Curiosidades sobre el fósforo
-
El fósforo blanco es tan reactivo que debe almacenarse bajo agua para evitar que se inflame espontáneamente al contacto con el aire.
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El nombre 'fósforo' proviene del griego 'phosphoros', que significa 'portador de luz', debido a su capacidad para brillar en la oscuridad.
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El fósforo es un componente esencial de los huesos y dientes, donde se encuentra en forma de fosfato de calcio.
El fósforo en la tabla periódica
- Tipo: no metal.
- Grupo: grupo 15 (no metales).
- Periodo: 3.
- Bloque: P (el último electrón se aloja en un orbital de tipo p).
- Valencia principal: +5.
Compara con el resto de no metales o con los elementos del periodo 3.