Úvod
Fosfor (P) je nekovový chemický prvek, naprosto nezbytný pro všechny formy života. Jeho protonové číslo je 15 a patří do skupiny pniktogenů. Tento prvek je známý svými odlišnými modifikacemi. Nejčastěji se mluví o bílém fosforu, což je měkká, voskovitá a vysoce jedovatá látka, která na vzduchu samovolně hoří a ve tmě světélkuje. Kvůli obrovské reaktivitě se v přírodě nevyskytuje volně. Získává se především z fosfátových hornin, zejména z minerálu apatitu. Kromě toho, že je základním stavebním kamenem DNA, kostí a zubů, je nepostradatelný pro výrobu hnojiv.
Vlastnosti
Fosfor (P) je nekovový chemický prvek s protonovým číslem 15, nacházející se v 15. skupině periodické tabulky. Je známý svou existencí v několika alotropických modifikacích, z nichž nejvýznamnější jsou bílý, červený a černý fosfor. Bílý fosfor je vysoce reaktivní, samozápalný na vzduchu a silně jedovatý. Vyznačuje se voskovitou konzistencí a je tvořen molekulami P₄. Ve tmě chemiluminiskuje, což mu dalo jméno – „světlonoš“. Červený fosfor je stabilnější, méně reaktivní a netoxický polymer. Černý fosfor, nejstabilnější modifikace, má vrstevnatou strukturu podobnou grafitu a vykazuje polovodivé vlastnosti.
Vznik názvu
Název fosfor pochází z řečtiny. Je složen ze slov „phos“ (světlo) a „phoros“ (nositel, ten, co nese). V překladu tedy znamená „světlonoš“ nebo „nositel světla“. Pojmenování odkazuje na jeho nejvýraznější vlastnost – schopnost bílého fosforu vydávat ve tmě zelenavé světlo, tedy světélkovat.
Objev
Objev fosforu je připisován německému alchymistovi Hennigu Brandovi v roce 1669 v Hamburku. Brand se pokoušel nalézt Kámen mudrců, legendární látku schopnou přeměňovat kovy ve zlato. Za tímto účelem shromáždil a odpařoval obrovské množství lidské moči. Po zahřátí zbytku na vysokou teplotu v retortě získal bílou, voskovitou látku. K jeho úžasu tato substance ve tmě zářila, což vedlo k pojmenování „phosphorus“ z řeckých slov „phos“ (světlo) a „phoros“ (nesoucí). Svůj postup dlouho tajil, ale později jej prodal. Až Antoine Lavoisier na konci 18. století prokázal, že se jedná o samostatný prvek.
Výskyt v přírodě
Vzhledem ke své vysoké reaktivitě se fosfor v přírodě nikdy nevyskytuje v elementární formě. Je vázán výhradně ve sloučeninách, především ve formě fosforečnanů. Hlavním zdrojem jsou minerály skupiny apatitu, zejména fluoroapatit, které tvoří rozsáhlá ložiska v horninách zvaných fosfority. Fosfor je také biogenní prvek, nezbytný pro všechny živé organismy; je klíčovou součástí DNA, RNA, ATP a kostí. Průmyslově se získává redukcí fosforečnanu vápenatého (z apatitu) koksem za přítomnosti písku (oxidu křemičitého) v elektrické peci při teplotách kolem 1500 °C. Vzniklé páry fosforu se kondenzují pod vodou za vzniku bílého fosforu.
Využití
Fosfor je pro veškerý pozemský život naprosto nepostradatelný. V přírodě tvoří základní stavební kámen molekul DNA a RNA, nositelek genetické informace, a je klíčovou součástí molekuly ATP, která slouží jako univerzální zdroj energie pro buněčné procesy. Společně s vápníkem vytváří pevnou strukturu kostí a zubů ve formě minerálu hydroxyapatitu. Rostliny ho absorbují z půdy, čímž se stává součástí potravního řetězce. Člověk ho masivně těží pro výrobu hnojiv, která zásadně zvyšují výnosy plodin. Dále se využívá v metalurgii, při výrobě zápalek, pyrotechniky a jako přísada do některých čisticích prostředků.
Sloučeniny
V přírodě se fosfor vyskytuje výhradně ve formě sloučenin, nejčastěji jako fosforečnany v minerálech, z nichž nejznámější je apatit. V živých systémech je naprosto esenciální, tvoří fosfodiesterové vazby v DNA a RNA a je součástí fosfolipidových dvojvrstev buněčných membrán. Člověkem syntetizované sloučeniny zahrnují širokou škálu látek. Kyselina fosforečná dodává kyselou chuť kolovým nápojům a používá se k odstraňování rzi. Syntetické superfosfáty představují základ moderního zemědělství. Organofosfáty se bohužel používají nejen jako účinné insekticidy, ale také jako smrtící nervově paralytické látky, například sarin či VX.
Zajímavosti
Fosfor existuje v několika fascinujících formách, takzvaných alotropických modifikacích, s dramaticky odlišnými vlastnostmi. Nejznámější je bílý fosfor, voskovitá, vysoce toxická a reaktivní látka, která na vzduchu samovolně hoří a světélkuje díky chemiluminiscenci. Naopak červený fosfor je stálý, nejedovatý prášek používaný na škrtacích ploškách zápalek. Jeho přírodní cyklus postrádá plynnou fázi, což ho činí pomalu obnovitelným a často limitujícím živinovým prvkem v ekosystémech. Nadbytek fosforečnanů z hnojiv ve vodních tocích způsobuje nebezpečnou eutrofizaci, tedy masivní růst řas a sinic.
