白磷（英文：磷 white），別名黃磷，是磷的一種同素異形體單質，分子式為P?。白磷的外觀為白色蠟狀固體，質軟，熔點低，有惡臭。白磷在暗處可以發磷光，白磷的著火點約40℃，在空氣中34℃時即可自燃，燃燒生成的產物為P?O??白色煙霧，因此白磷需要水封保存；白磷可轉化為紅磷，在400℃密閉條件下加熱數小時，或在230-240℃下以硫、碘、硒等為催化劑加熱48小時，均可完成轉化。白磷有劇毒，對人體的毒性多數是由口服引起的，急性中毒會引發腹痛、嘔吐、腹瀉等癥狀。白磷直接落到人體皮膚上會燃燒產生高溫，對皮膚造成損傷。白磷在軍事上可用于制造發煙劑，還可以用于制造燃燒彈和手榴彈。
歷史
1669年，德國漢堡商人布蘭德（Brand H）試圖利用砂、木炭、生石灰等和尿混合的方法制備黃金，結果卻意外得到一種能在暗處發出閃爍亮光的白色軟質物體，布蘭德將其命名為“冷光”，即我們現在所熟知的白磷。后來，克拉夫特（Krafft D）和波意耳（Boyle R）也幾乎同時制造出了磷。
到了18世紀，人們已經知道磷在純氧中根本不會發光。1974年，范澤（van Zee R J）和可汗（Khan A U ）解釋了這種發光，即白磷與氧氣反應發生的固體磷的表明，形成短壽命的HPO和P?O?，這兩者都可以發射可見光。
1868年，布賴森（C. Brison）首先提出用高爐熔煉磷礦的方法來生產磷和磷酸，并在英國獲得專利。1924年，美國維克托（Victor）化工廠在芝加哥建立了中試的高爐裝置，使白磷的日產汽車公司量達到了2.47噸，后來又在納什維爾建設了煉磷高爐，使白磷的日產能力達到50噸。
物質結構
在白磷分子P?中，白磷單四個P原子呈正四面體的結構分布（見P?的幾何結構），成鍵方式為每個P原子的三個單電子軌道分別與另外三個P原子的三個單電子軌道彎曲重疊，形成三個彎曲共價鍵，從而使得每個P原子都可以達到正四面體全滿對稱的平衡穩定結構（見P?的拓撲結構）。從圖中還可以看出，P?共形成了六個P-P共價鍵，分別位于白磷分子正面體結構的六條棱外部。
理化性質
物理性質
白磷是磷的一種同素異形體單質，外觀為白色蠟狀固體，有蒜臭味。白磷的熔點為44.1 °C，沸點為280 °C，相對密度為1.82 g/cm3。白磷不溶于水，微溶于苯、乙醇和三氯甲烷，易溶于二硫化碳。
化學性質
白磷的著火點低，只有40 °C，在空氣中容易自燃，在沒有空氣的條件下，白磷在光照或加熱的情況下可以轉化為紅磷。白磷的化學性質活潑，可以多種物質發生反應，例如硫、水、酸、堿金屬等。
與單質反應
與氧氣反應
白磷在空氣中可以自燃，與空氣中的氧氣發生反應，白磷在空氣中燃燒會產生大量的白煙，該反應的表達式如下：
與硫反應
在二硫化碳溶液中，白磷與不同當量的硫單質反應可以分別生成十硫化四磷、八硫化四磷和九硫化四磷，反應的表達方程式分別如下：
與無機化合物反應
與水反應
高壓條件下，白磷與水蒸氣可以發生反應生成磷酸和磷化氫，反應的表達式如下：
白磷可以同時與水和氧氣發生反應，生成磷酸或二磷酸，反應的表達式如下：
與酸反應
白磷在氫碘酸的稀溶液中可以反應生成磷酸和碘，反應的表達式如下：
白磷與純硝酸共熱可以生成磷酸、二氧化氮氣體和一氧化氮氣體，反應的表達式如下：
與堿金屬氫氧化物反應
白磷在煮沸的氫氧化鈉中可以發生反應生成次磷酸二氫鈉和氫氣，反應的表達式如下：
與氧化鈣反應
白磷蒸氣與干燥的生石灰加熱至紅熱可以反應生成磷化鈣和磷酸鈣，反應的表達式如下：
與硫酸銅反應
白磷可以與硫酸銅發生取代反應生成金屬銅和磷酸，反應的表達式如下：
白磷還可以與硫酸銅反應生成磷化銅，反應的表達式如下：
與有機化合物反應
白磷與碘代三甲在220 °C下加熱48小時可以反應生成三氟甲基二碘化磷、雙三氟甲基碘化磷和三三氟甲基磷，反應的表達式如下：
同素異形體
白磷、紅磷和黑磷都是磷的同素異形體，其中白磷的活性最高，在34 °C的空氣中就可以自燃。白磷受熱或在陽光照射的條件下可以轉化為紅磷，在加壓的條件下可以轉化為黑磷。
白磷轉化為紅磷表達式如下：
制備方法
實驗室制法
紅磷在416 °C的高溫下可以轉化為白磷，實驗室里常采用該方法制備白磷。具體操作如下見下圖：將紅磷在干燥的二氧化碳氣體中加熱，并將導管的另一端插入飽和碳酸鈉溶液中。之后加熱紅磷，當紅磷全部升華為白磷后停止加熱，生成的塊狀白磷取出加水密封保存。反應的表達式如下：
工業制法
高爐法
高爐制磷的原料為塊狀磷礦，硅石為助熔劑，焦炭或無煙煤為燃料和還原劑，在高爐內借助熱空氣與熱焦炭燃燒，于高溫下進行反應。磷礦在高溫下被碳還原為磷蒸氣隨爐氣從爐頂出來，爐氣經分離獲得白磷產品。
電爐法
電爐法在工業上被廣泛用于制備白磷，生產過程中以二氧化硅為助熔劑可以降低還原溫度，焦炭為還原劑，還原磷礦制得白磷的化學過程如下式所示：
該過程中，生成的磷以P?分子的狀態逸出，之后結合成P?分子。
除了二氧化硅，磷礦石中含有的氧化鋁（Al?O?）、氧化鐵（Fe?O?）等也可以使還原溫度降低，加速反應進程，但是效果不如二氧化硅。三氧化二鋁參與反應的表達式如下：
其它制備方法
提純方法
水蒸氣蒸餾法
在蒸餾瓶中放入市售的白磷和去離子水，用精制氮氣置換后通入水蒸氣使其沸騰，同時緩慢通入氮氣，磷則隨著水蒸氣一起蒸餾出來，并將磷收集在裝有去離子水的容器中。
酸洗法
用10%~20%的硝酸，在攪拌和加熱至白磷為熔融狀態下對市售的白磷進行多次洗滌。
應用領域
工業用途
通過白磷可以制備紅磷以及其它磷的化合物，白磷與鹵素、硫、氮氣等可以反應生成相應元素的磷化物，白磷與多種酸反應還可以生成磷酸。
軍事用途
白磷在軍事上可被用于制造燃燒彈、煙罐、煙霧彈以及示蹤劑彈藥等，但是白磷在軍事上的用途受到國際法的限制。例如，1980年10月通過的《聯合國常規武器公約》明確規定，禁止使用白磷彈等燃燒武器攻擊平民或民用物品。
合金行業
磷也是鋼鐵、磷青銅以及其他相關產品的重要組成成分。例如，金屬銅在冶煉過程中加入磷，與銅中作為雜質存在的氧反應，生成含磷銅合金，其抗氫脆性高于普通銅。
食品行業
用單質磷制成的磷酸可以用于食品行業，如軟性飲料，并且作為食品級磷酸鹽的起點，其中包括用于泡打粉的一磷酸鈣和三聚磷酸鈉；用于加工肉類和奶酪的特性磷酸鹽；牙膏中的磷酸鹽。
其他用途
白磷可以用作合金的添加成分；白磷可以用作發煙劑和引火劑；高純度的磷可以用于電子和半導體工業；白磷還可以用于制造特種火柴、人造肥料和滅鼠劑等。
安全事宜
毒性
已經報道的數據顯示，以鼠為實驗對象，白磷的LD50（半數致死量）毒性數值如下：
LD50（雌性大鼠）：口服3.03 mg/kg
LD50（雄性大鼠）：口服3.76 mg/kg
LD50（雌性小鼠）：口服4.82 mg/kg
LD50（雄性小鼠）：口服4.85 mg/kg
危險性類別
自燃固體，類別1；急性毒性—經口，類別2?；急性毒性—吸入，類別2?；皮膚腐蝕/刺激，類別1A；嚴重眼損傷/眼刺激，類別1；危害水生環境—急性危害，類別1。
健康危害
白磷對人體的毒性極強，口服白磷會強烈損傷人體的腸胃系統、腎臟、肝臟、心血管系統和中樞神經系統等。吸入白磷蒸氣會刺激人體呼吸道并引發咳嗽。人類長期接觸白磷會導致下頜壞死。
白磷接觸皮膚有可能會燃燒，嚴重灼傷皮膚。
白磷煙霧病對人體的肺部、眼睛和皮膚有強烈的刺激性。
急性中毒
白磷的急性中毒多數是由內服引起的，急性中毒時會有腹痛、嘔吐的癥狀，且伴隨著腹瀉、腹脹和頭暈。白磷的急性中毒還可能導致心臟機能不全、心肌梗死以及各種心血管系統機能紊亂。一些患者在腸胃癥狀出現之前，就已經在意識喪失、心力衰竭的情況下死亡。
慢性中毒
白磷慢性中毒會導致頜骨的壞死。慢性中毒引發的疾病有時會從劇烈的牙痛或齲齒周圍的骨膜炎開始。慢性中毒還會引發患者出現食欲喪失、貧血、消瘦、發熱等癥狀，一部分患者最后可能會死亡，另一部分患者雖然能恢復健康，但臉部可能變得畸形。白磷的慢性中毒會損害人體的肝臟，導致肝臟解毒功能降低，引發肝硬化。慢性中毒對人體呼吸器官的病變主要表現為鼻、咽、喉黏膜的萎縮性炎癥，各種支氣管炎以及中度肺氣腫。白磷能透過胎盤，可能會造成流產。
白磷進入機體的途徑、轉化和排出
白磷可經呼吸道和灼傷的皮膚進入機體，在潮濕的黏膜，有部分的白磷可能轉為為磷酸。白磷進入機體后一部分以元素狀態存在于血液中，一部分被氧化，之后以這兩種形態沉積于器官中。白磷可隨呼出氣、糞便、汗液排出體外。
防護措施
使用白磷的操作過程盡量實現機械化、自動化。操作人員要參加培訓，嚴格遵守操作規程。操作人員要佩戴全面罩式的自吸過濾式防毒面具，穿戴膠布防毒衣和橡膠手套。操作現場應該使用防爆式的通風系統的設備。
白磷的工作現場應當禁止吸煙、進食以及喝水，工作完畢后，應該進行徹底的清洗工作。
對生產白磷的工作人員應該進行就業前的體檢以及半年一次的定期體檢；對于接觸和使用白磷的工作人員，應該進行一年一次的定期體檢。
急救措施
當由于內服引發白磷急性中毒時，要立即用高錳酸鉀溶液或者硫酸銅溶液多次重復洗胃，直至洗出液中的白磷氣味消失，在半小時內多次服用硫酸銅溶液，再用鹽性輕瀉劑重復清除性灌腸。之后服用堿性飲料（如NaHCO?）以及粘稠的米湯，靜脈注射加入了維生素c、氯化鈣（CaCl?）溶液的葡萄糖。最后根據指征給予輸血和強心劑，立即就醫。注意在治療過程中千萬不能使用牛奶、麻油、植物和動物脂肪等能溶解白磷的物質。
當吸入白磷引發中毒時，應當立即將患者轉移至空氣流通處，評估患者的呼吸功能和脈搏，確?；颊吆粑鼪]有受阻。當患者呼吸急促或呼吸困難時，要立即進行吸氧；當患者呼吸停止時，要立即進行人工呼吸并立即就醫。
當皮膚直接接觸白磷導致燒傷時，應該立即用水或砂土、蘇打水等撲滅燃燒的白磷，用硫酸銅、碳酸鈉、碳酸氫鈉或硝酸銀溶液等清洗燃燒部位以產生化學反應除掉皮膚表面殘余的白磷。
當隔著衣物接觸白磷時，應當在流水下將燃燒部位的衣物剪開，再進行如上操作。
當白磷進入眼睛時，應當立即用大量流動冷水沖洗眼睛至少15分鐘。
消防措施
白磷燃燒迅速，且會釋放大量的白色刺激性煙霧。當白磷起火時，要立即對現場人員進行疏散，可以用水淋澆以控制現場火焰，然后用濕沙、粘土等覆蓋。進行滅火行動時，要從上風向接近火災，以避免危險蒸氣和有毒分解產物對消防人員造成損害。要嚴格控制火災現場的人員進出，條件允許的情況下最好讓白磷自行燃燒。當火被滅后，要小心白磷在余熱下重新點燃。
清理方法
當白磷出現泄漏時，應當立即隔離污染區，限制污染區人員出入，切斷現場火源?，F場的處理人員應當佩戴自給正壓式呼吸器，穿戴防護服，切忌直接接觸泄漏物。
當出現小量的白磷泄漏時，如果在實驗室內可以直接在通風內將其燃燒掉或者用濕沙、泥土蓋住，鏟入金屬容器內轉移至安全的區域內燒掉。
當出現大量泄漏時，應該在相關專家的指導下處理。
儲存運輸
白磷的存儲要杜絕空氣，與氧化性物質、可燃物、酸類、鹵族元素、食用化學品分開存放于陰涼、通風的倉庫。白磷的存儲必須遠離火種和熱源，采用防爆型照明、通風設備，禁止使用容易產生火花的機械設備和工具。存儲白磷的容器要保持密封，白磷要密封在水里且必須浸沒在水下或者儲存于惰性氣體中。白磷的儲存區要備有合適的材料用于泄漏物的收集，嚴格執行極毒物“五雙”管理制度。
參考資料 >
Phosphorus | P - PubChem.PubChem.2023-02-08
MyChemicals.CAMEO Chemicals.2023-02-08
被稱為“死亡煙花”的反人類武器——“白磷彈”有多恐怖?.澎湃新聞.2024-12-15