Phosphor trắng, phosphor vàng hoặc đơn giản là tetraphospho (P4) tồn tại dưới dạng các phân tử được tạo thành từ bốn nguyên tử trong cấu trúc tứ diện. Sự sắp xếp tứ diện dẫn đến sự căng vòng và mất ổn định. Phân tử được mô tả là bao gồm sáu liên kết P-P đơn. Hai dạng tinh thể khác nhau được biết đến. Dạng α được định nghĩa là điều kiện tiêu chuẩn của phần tử, nhưng thực sự có thể biến đổi ở điều kiện tiêu chuẩn.[1] Nó có cấu trúc tinh thể lập phương tập trung vào tâm và biến đổi ngược lại thành dạng β ở 195.2 K. Dạng β được cho là có cấu trúc tinh thể hình lục giác.[2]

Phosphor trắng là một loại sáp rắn trong suốt nhanh chóng chuyển sang màu vàng khi tiếp xúc với ánh sáng. Vì lý do này, nó còn được gọi là phosphor vàng. Nó phát sáng màu xanh lục trong bóng tối (khi tiếp xúc với oxy) và rất dễ cháy khi tiếp xúc với không khí. Nó độc hại, gây tổn thương gan nghiêm trọng khi ăn và quai hàm do nuốt phải hoặc hít phải. Mùi cháy của phosphor vàng này có mùi tỏi đặc trưng và các mẫu thường được phủ bằng phosphor pentaoxide màu trắng, bao gồm tứ diện P4O10 với oxy được chèn giữa các nguyên tử phosphor và ở các đỉnh của chúng. Phosphor trắng tan ít trong nước và có thể được cất ở dưới nước. Thật vậy, phosphor trắng chỉ tự cháy an toàn khi chìm trong nước. Nó hòa tan trong benzen, dầu, cacbon disulfua và disulfua dichlorid.

Sản xuất và ứng dụng

Phosphor trắng có thể được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong quy trình công nghiệp, đá phosphat được nung nóng trong lò đốt bằng điện hoặc nhiên liệu với sự có mặt của cacbon và silic dioxide.[3] Phosphor đơn chất sau đó được giải phóng dưới dạng hơi và có thể được thu thập dưới acid phótphoric. Một phương trình lý tưởng hóa cho phản ứng nhiệt hóa này được hiển thị cho calci phosphat (mặc dù đá phosphat chứa một lượng lớn fluoroapatite):

Phosphor trắng có áp suất hơi đáng kể ở nhiệt độ thường. Khối lượng riêng hơi cho thấy hơi bao gồm các phân tử P4 có nhiệt độ lên tới khoảng 800 °C. Ở nhiệt độ đó, sự phân ly thành các phân tử P2 xảy ra.

Nó tự bốc cháy trong không khí ở khoảng 50 °C (122 °F) và ở nhiệt độ thấp hơn nếu được chia nhỏ. Quá trình đốt cháy này mang lại oxide phosphor (V):

Vì tính chất này, phosphor trắng được sử dụng làm vũ khí.

Sự tồn tại của P8

Mặc dù phosphor trắng chuyển thành phosphor đỏ ổn định nhiệt động hơn, sự hình thành của phân tử P8 khối không được quan sát thấy trong pha ngưng tụ. Các chất tương tự của phân tử giả thuyết này đã được điều chế từ phosphaalkynes.[4]