الكيمياء

نبذة تعريفية عن خصائص واستخدامات عنصر “الفسفور”

2002 موسوعة الكويت العلمية الجزء الثالث عشر

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عنصر الفسفور استخدامات الفسفور خصائص الفسفور الكيمياء

الفوسفور عنصر كيميائي لافلزي، رمزه هو P، ورقمه الذري 15، وكتلته الذرية 30,975 وقد جاء اسم الفوسفور من الكلمة اليونانية التي تعني المادة المتوهجة أو المضيئة.

والفوسفور من العناصر التي تتجلى فيها ظاهرة التآصل، أي وجود العنصر ذي الخواص الكيميائية الواحدة في أكثر من صورة بلورية ذات خواص فيزيائية مختلفة.

وهناك نحو عشر صور تآصلية معروفة للفوسفور، إلا أن أكثرها انتشارا هي: الفوسفور الأبيض، والأحمر، والأسود أو البنفسجي.

 

ولا يوجد الفوسفور في الطبيعة في الحالة العنصرية الخالصة، ولكنه يشغل الموقع الحادي عشر بين أكثر العناصر توفرا في القشرة الأرضية.

ولقد أمكن  تحضير الفوسفور الأبيض لأول مرة عام 1669. وهو مادة شمعية شديدة الفاعلية حتى أنه يمكن أن يشتعل ذاتيا بمجرد تعرضه للهواء، ويشع منه ضوء أخضر يمكن أن يرى في الظلام.

كما تنبعث منه أبخرة بيضاء نتيجة تفاعله مع أكسيجين الهواء الجوي، لذلك يجد استعمالا واسعا في صناعة الألعاب النارية ولكن يمكن حفظ الفوسفور سنوات طويلة تحت الماء.

 

وإذا سخن الفوسفور الأبيض في إناء مغلق عند درجة حرارة 250 سيلزية، تحول إلى الشكل التآصلي الأحمر، وهو أكثر ثباتا من الفوسفور الأبيض، ولا يشتعل في الهواء، لذلك حل محل الفوسفور الأبيض في صناعة ثقاب الأمان (أعواد «الكبريت» المعتادة).

أما إذا سخن الفوسفور الأبيض عند درجة حرارة 220 سيلزية وتحت ضغوط عالية للغاية تصل إلى 12 ألف ضغط جوي، فإنه يتحول إلى شكل تآصلي ثالث هو الفوسفور الأسود أو البنفسجي.

وهو مادة متبلورة تشبه الجرافيت، لها بعض الخصائص الفلزية من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء، وهو أقل صيغ الفوسفور من حيث الفعالية الكيميائية.

 

ويحضر الفوسفور الأبيض بتسخين خام الفوسفات، الذي يحتوي على عنصري الكالسيوم والفلور أيضا، في فرن كهربائي مع الرمل والفحم حيث يتصاعد الفوسفور على هيئة بخار يتم تكثيفه بالماء البارد على هيئة كتل شمعية.

وليس للفوسفور نفسه استخدامات كثيرة، ولكن الفوسفور الأحمر يستخدم في صناعة الثقاب، حيث يدخل في تجهيز جوانب علبة «الكبريت».

وعند احتكاك رأس عود الثقاب، يتفاعل ما بها من كلورات البوتاسيوم مع الفوسفور الموجود على جانب العلبة، وتتولد كمية من الحرارة تكفي لإشعال العود.

 

ويستعمل الفوسفور أيضا في صناعة القنابل الحارقة، وهي القنابل التي تحتوي على مادة بترولية قابلة للاشتعال مثل الجازولين يضاف إليه قليل من الفوسفور الأبيض المذاب في كبريتيد الكربون.

وعندما تنفجر القنبلة نتيجة ارتطامها بجسم صلب يتعرض الفوسفور بعد التطاير السريع للمذيب، وعندئذ يشتعل ذاتيا مسببا اشتعال الجازولين.

والفوسفور الأبيض عامل فعال للغاية في إنتاج الدخان الكثيف الذي يحجب الرؤية، لذلك يستخدم في الأغراض العسكرية لإخفاء تحركات الجيوش.

 

ويؤدي احتراق الفوسفور الأبيض في الهواء إلى تكون خامس أكسيد الفوسفور الذي يذوب في الماء، مكونا حمض الفوسفوريك.

ويعد ملح الفوسفات أهم مركبات الفوسفور. ومعدن الفوسفات الصخري يعرف باسم «الأباتيت»، وهو يستخدم على نطاق واسع في صناعة المخصبات الزراعية. وذلك بمعالجته إما بحمض الكبريتيك أو حمض الفوسفوريك لإنتاج الأنواع المختلفة من سماد السوبر فوسفات.

أما ثلاثي فوسفات الصوديوم فهي واحدة من المكونات الأساسية في صناعة المنظفات الصناعية، لأنها تعمل على إزالة عسر الماء ومنع تكون التكلسات القشرية في الأنابيب والغلايات، وذلك من خلال تفاعلها مع أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، ووقف نشاطها، وبذلك يتحول الماء العسر إلى ماء يسر.

 

والعيب الأساسي في هذا الاستعمال المهم والضروري هو أن ملح ثلاثي الفوسفات ينتهي به المطاف إلى مصادر المياه الجارية حيث يعمل على سرعة نمو وتكاثر الطحالب في المجاري المائية.

وللفوسفات استعمالات متعددة في الصناعات المعدنية. فعادة ما تغمر الأشكال المعدنية، مثل هياكل السيارات، في محلول فوسفاتي قبل دهنها، حيث تتكون على سطح المعدن طبقة رقيقة غير قابلة للذوبان من الفوسفات، وهذا يساعد على منع التآكل، ويتيح سطحا جيدا للدهان. وتدخل الفوسفات أيضا في صناعة معاجين الأسنان ومواد التلميع.

ويعد الفوسفور عنصرا رئيسيا في صناعة غازات الأعصاب، مثل التابون والسارين والسومان، وهي مواد عضوية تركيبية تحتوي جميعها على الفوسفور.

 

وتكمن خطورة هذه الغازات في أنها سريعة المفعول، فهي تمتص من خلال الجلد، ويقع تأثيرها على الجهاز العصبي المركزي، وقد تؤدي إلى الوفاة خلال بضع دقائق.

وهناك مركبات مشابهة تنتج على نطاق واسع، إلا أنها أقل فعالية ولذلك تستخدم مبيدات قوية للحشرات والجرذان.

وتعد مركبات الفوسفور، سواء العضوية منها أو غير العضوية، من المكونات الأساسية للأنسجة الحية. فالدهون الفوسفورية تدخل في تكوين أغشية الخلايا الحية.

 

والفوسفات العضوية المعروفة باسم ثلاثي فوسفات الأدينوسين، وثنائي فوسفات الأدينوسين، تؤدي دورا حيويا في تخزين الطاقة في الجسم البشري، وانطلاقها عند تحول الصورة الثلاثية إلى الصورة الثنائية. كذلك تشكل فوسفات الكالسيوم غير العضوية الأساس القوي الذي تبنى منه العظام والأسنان.

ويحتوي الهيكل العظمي للإنسان على نحو 1,4 كيلوجرام من الفوسفات على هيئة فوسفات الكالسيوم. كما تدخل الفوسفات في تكوين بعض الإنزيمات المرافقة، وضمن مكونات الأحماض النووية التي تتكون منها الجينات.

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪النظائر المشعة وفوائدها الطبية
لمهندس أمجد قاسم
ترتبط كلمة الإشعاعات لدى كثير من الناس بالأخطار والكوارث النووية، إلا أن الحقيقة تدحض بعض تلك المزاعم، فعلى الرغم من أخطار بعضها، فإن لكثير من تلك الإشعاعات دوراً مفيداً للإنسان، وقدمت خدمات جليلة على امتداد نحو قرن من الزمن. علماً أنه في كل لحظة تخترق أجسامنا آلاف الأنواع من الأشعة، ولم يعرف الإنسان ماهيتها حتى وقت قريب نسبياً، بعد أن تنبه عدد من الباحثين لها، وجرى الكشف عن أنواعها وهويتها وفوائدها وأضرارها.
الإشعاع ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أول فضيحة بحثية كبيرة حول الجائحة
قلم:       كيلي سيرفيك ومارتين إينسرينك
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
كان من الواضح جدًا أنها نتيجة مهمة: الأدوية المضادة للملاريا Anti-malarial التي روّج لها البيت الأبيض كعلاجات محتملة لكوفيد-19 COVID-19 كانت تبدو غير فعالة، بل قاتلة بكل ما للكلمة من معنى. ففي 22 من مايو نشرت دراسة في دورية ذي لانسيت The Lancet استُخدمت فيها سجلات مستشفى حصلت عليها شركة تحليل بيانات غير مشهورة تدعى سيرجيسفير Surgisphere ، وكانت النتيجة أن مرضى ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪صعوبات التعلم النمائية لدى الأطفال
. أسامة الدعّاس
صعوبات التعلم نوعان؛ نمائية وأكاديمية، وينضوي تحت كلّ منهما مجموعة من الصعوبات والاضطرابات الخاصة به، أما صعوبة الانتباه فهي من صعوبات التعلم النمائية، وهناك اتّجاه قوي في دراسات صعوبات التعلم يرى أن اضطرابات الانتباه هي سبب صعوبات التعلم عند الأطفال، وقد سلك العلماء في دراسة اضطرابات الانتباه وتحديد معايير معينة يتناولون بها هذا الموضوع مسلكين مختلفين؛ أولهما يعتبر صعوبات التعلم نتيجة قصور واضطراب في واحد أو أكثر من مكونات ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)