组成生命的必需元素磷,究竟是天使还是恶魔

磷是第15号化学元素,符号P。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。然而,平日中与磷有关的化工企业不时被曝出有员工磷中毒,那么磷究竟是什么样的物质?究竟是天使还是恶魔呢?

磷单质的不同

磷有四种不同的单质,黑磷、白磷、红磷、紫磷,我们一起来看一下,四种同素异形体有什么不同呢?

黑磷,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。由于黑磷在生活中并不常见,也无毒,所以黑磷是很安全的磷单质。

紫磷,把黑磷加热到℃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。同样,紫磷亦是安全的磷单质。

红磷,红磷可以说是生活中最常见的磷单质了,比如我们身边的火柴,其实不只是火柴,很多农药、肥料、烟花等等都会含有红磷以及以红磷为原料制成的化合物。红磷具有低毒性,只有长期暴露在高浓度红磷蒸汽中才有患病的风险。至于日常生活中,只要不把火柴头吃了,就不会有问题。

白磷,纯净的白磷是透明晶体,但在空气中暴露会变黄,因此又称黄磷。白磷由红磷升华再凝华制得。需要注意的是,白磷不同于它的其他三种同素异形体,它对人体具有高毒性,成人误食0.1g就会致死,同时白磷的着火点只有40℃,稍用力的摩擦甚至夏天在空气中暴露都可以使它燃烧或自燃。同样的,吸入白磷蒸汽会对人的呼吸道和肺造成不可挽回的伤害。

白磷是恶魔

白磷是一种易自燃的物质,其着火点为40℃,但因摩擦或缓慢氧化而产生的热量有可能使局部温度达到40℃而燃烧。因此,不能说气温在40℃以下白磷不会自燃。

白磷有毒。人的中毒剂量为15mg,致死量为50mg。误服白磷后很快产生严重的胃肠道刺激腐蚀症状。大量摄入可因全身出血、呕血、便血和循环系统衰竭而死。若病人暂时得以存活,亦可由于肝、肾、心血管功能不全而慢慢死去。皮肤被磷灼伤面积达7%以上时,可引起严重的急性溶血性贫血,以至死于急性肾功能衰竭。长期吸入磷蒸气,可导致气管炎、肺炎及严重的骨骼损害。

白磷中毒后,呼吸有大蒜气味;呕吐物可在暗处发光。

在军事上曾有白磷制作的炸药,由于白磷燃烧的热量非常大可以熔穿骨骼,并且具有依附性,一旦沾染便很难去除,不过后来这类武器被全世界禁用。

磷化合物是天使

磷和钙都是骨骼牙齿的重要构成材料,促成骨骼和牙齿的钙化不可缺少的营养素。有些婴儿因为缺少钙和磷,常发生软骨病或佝偻病。骨骼和牙齿的主要成分叫做磷灰石,它就是由磷和钙组成的。人到成年时,虽然骨骼已经停止生长,但其中的钙与磷仍在不断更新,每年约更新20%。也就是说,每隔5年就更新一遍。可是牙齿一旦长出后,便会失去自行修复的能力。如果儿童长牙时缺钙,牙齿就容易损坏。

磷还可以保持体内ATP代谢的平衡。

磷同样是是组成遗传物质核酸的基本成分之一,而核苷酸是生命中传递信息和调控细胞代谢的重要物质——核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)的基本组成单位。

磷也参与体内的酸碱平衡的调节,参与体内能量的代谢。人体中许多酶也都含有磷。碳水化合物、脂肪、蛋白质这3种含热能的营养素在氧化时会放出热能,但这种能量并不是一下子放出来的,这其中磷在贮存与转移能量的过程中扮演着重要角色。

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