黄リン

英

yellow phosphorus

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/09/02 10:28:14」(JST)

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ケイ素 ← リン → 硫黄 N ↑ P ↓ As 15P 周期表
外見
無色、ロウ状白色、黄色、真紅色、赤色、紫色、黒色 左から白リン（黄リン）、赤リン、紫リン、黒リン
一般特性
名称, 記号, 番号	リン, P, 15
分類	非金属
族, 周期, ブロック	15, 3, p
原子量	30.973762(2)
電子配置	[Ne] 3s2 3p3
電子殻	2, 8, 5（画像）
物理特性
密度（室温付近）	（白リン）1.823、（赤リン）≈ 2.2 – 2.34、（紫リン）2.36、（黒リン）2.69 g/cm3
融点	（白リン）44.2 °C、（黒リン）610 °C
昇華点	（赤リン）≈ 416 – 590 °C、（紫リン）620 °C
沸点	（白リン）280.5 °C
融解熱	（白リン）0.66 kJ/mol
蒸発熱	（白リン）12.4 kJ/mol
熱容量	(25 °C) （白リン）23.824 J/(mol·K)
蒸気圧（白リン）
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 279 307 342 388 453 549
蒸気圧（赤リン、bp. 431 °C）
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 455 489 529 576 635 704
原子特性
酸化数	5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3 (弱酸性酸化物)
電気陰性度	2.19（ポーリングの値）
イオン化エネルギー （詳細）	第1： 1011.8 kJ/mol
	第2： 1907 kJ/mol
	第3： 2914.1 kJ/mol
共有結合半径	107±3 pm
ファンデルワールス半径	180 pm
その他
結晶構造	立方晶系（白リン）
磁性	（白リン、赤リン、紫リン、黒リン）反磁性
熱伝導率	(300 K) （白リン）0.236、（黒リン）12.1 W/(m·K)
体積弾性率	（白リン）5、（赤リン）11 GPa
CAS登録番号	7723-14-0
最安定同位体
詳細はリンの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 31P 100% 中性子16個で安定 32P syn 14.28 d β- 1.709 32S 33P syn 25.3 d β- 0.249 33S

リン（燐、新ラテン語: phosphorus）は原子番号 15、原子量 30.97 の元素である。元素記号は P。窒素族元素の一つ。白リン（黄リン）・赤リン・紫リン・黒リンなどの同素体が存在する。+III（例：六酸化四リン P₄O₆）、+IV（例：八酸化四リン P₄O₈）、+V（例：五酸化二リン P₂O₅）などの酸化数をとる。

同素体

リンは数種類の同素体をもつことが古くから知られている。白リン以外の同素体は、安定でほぼ無毒である。

白リン (P₄) は四面体形の分子からなり、比重が1.82、融点が44.1 ℃、沸点が280 ℃の、常温常圧で白色ロウ状の固体である。発火点は約60 ℃で些細な事で自然発火するため、水中で保存する。空気中で室温でも徐々に酸化され、熱および青白い光を発する。現在燐光は別の発光現象の意味で用いられているがその語源でもある。ベンゼン、二硫化炭素 (CS₂) などの有機溶媒によく溶ける。強い毒性を持ち、にんにくのような臭いがある。日光にあたると赤リンに変化する。

黒リンは比重が2.69の固体である。黄リンを約12000気圧で加圧し、約200 ℃で加熱すると得られる。リンの同素体中で最も安定である。半導体であり鉄灰色の金属光沢をもちβ金属リンともよばれる。空気中ではなかなか発火しない。

紫リンは比重が2.36の固体である。褐色を帯びた暗紫色で金属光沢をもちα金属リンともよばれる。密閉して、黄リンに鉛を加え加熱することで得られる。電気伝導性は小さい。真の同素体ではなく、赤リンと黒リンの混合物と考えられている。

赤リンは紫リンを主成分とする白リンとの混合体で、融点590 ℃、発火点260 ℃の赤褐色の粉末である。二硫化炭素に不溶。マッチの材料に使われる。密閉した容器で黄リンを約250 ℃で加熱すると得られる。

紅リンは比重が1.88の深紅色の粉末である。微細な粒子からなる赤リンと考えられている。

二リン (P₂, P≡P) は、リン同士が三重結合して二原子分子になったものである。

同素体ではないもの

黄リンは同素体とされていたが、黄色は白リンの表面が微量の赤リンの膜で覆われたもので、融点沸点などの物理的性質は白リンに準じ、同素体ではない。リン鉱石（リン酸カルシウム）をケイ砂、コークスと共に混合強熱して得られる淡黄色蝋状固体で、不純物（赤リンなど）を含む粗製白リンであり、19世紀にマッチの材料として使用されたが、自然発火事故や健康被害により20世紀初頭に使用が禁止された。赤リンの乾留でも得られる。

反応

燃焼すると五酸化二リンが生成する。

$\rm 4P + 5O_2 \longrightarrow P_4O_{10}$

白リンは強塩基の水溶液と反応するとホスフィンを生成する。

$\rm P_4 + 4 OH^- + 2 H_2O \longrightarrow 2 HPO_3^{2-} + 2 PH_3$

歴史

1669年にヘニッヒ・ブラントが錬金術の実験中に、尿を蒸発させた残留物から発見した。ギリシャ語で「光をはこぶもの」という意味の “phosphoros” から命名された。phos が「光」、phoros が「はこぶもの」の意味。

生化学

生体内では、遺伝情報の要である DNA や RNA のポリリン酸エステル鎖として存在するほか、生体エネルギー代謝に欠かせない ATP、細胞膜の主要な構成要素であるリン脂質など、重要な働きを担う化合物中に存在している。また、脊椎動物ではリン酸カルシウムが骨格の主要構成要素としての役割も持つ。このため、あらゆる生物にとっての必須元素であり、地球上におけるリンの存在量が、地球生態系のバイオマスの限界量を決定すると言われている。農業においてはリン酸が、カリウム・窒素などとともに肥料の主要成分である。

2010年12月、体内に大量のヒ素を持つ「GFAJ-1」の発見が、NASA 宇宙生物学研究所から発表された。このバクテリアは、リンが不足した環境では代謝系や細胞の構成要素をヒ素で代替している可能性があり、リンを必須としない新しいタイプの生命ではないかと注目されている。

海洋においては浅い地域に多く、元素の中では偏在性が強い。メキシコ、コンゴ、南米付近の海底には大規模なリンの鉱床がある。

用途

用途としては、化学肥料の原料として使われるものが最も大きい。近年では、過リン酸石灰の生産が落ち込んでいるのに加え、従来の重過リン酸石灰の生産量は減少し、代わりにリン酸アンモニウム肥料がその重要性を増している。リン酸は金属の表面加工や工業用触媒に用いられるほか、食品添加物としてコーラなどにも少量添加されている。

代表的なリン酸の関連化合物の用途については、農薬や殺虫剤としての利用も多く、化学兵器として研究されるほど強力な毒性を持った製品も開発されたが、その多くは使用が中止されている。現在はリン酸エステル系の殺虫剤が主力になっている。

同じくリン酸化合物であるリン酸ナトリウム水溶液は強塩基性を示すため、単独で金属の洗浄剤として使われるほか、次亜塩素酸と混合することで強力な洗剤となるので、三リン酸ナトリウムは洗剤として広く利用されていたが、排水に高濃度のリンが含まれるために微生物の異常な繁殖の原因となり、赤潮などの公害を引き起こした。それゆえ、環境への配慮から日本国内での使用はほとんどなくなってきている。リン酸水素カルシウムは研磨剤として歯磨きなどに含まれ、フッ素を含む歯磨きには二リン酸カルシウムなど、口腔衛生にかかわる場面でもリン酸化合物が数多く配合されている。

そのほかにも、コーンフレークやベーキングパウダー、飼料にもリン酸化合物が含まれるほか、ハムやチーズなどの製造時にも使用されている。燃料の不凍液にリン酸化合物が加えられたり繊維製品の難燃加工にも利用されている。製紙工業では消泡剤として、核燃料の再処理では、ウラン・プルトニウム抽出の際の溶剤としてなど、多様なリン酸化合物が開発され、さまざまな場面で利用がある。

一般的に工業用の材料として使用されるものは、無機被覆または樹脂被覆処理を行った被覆リンとして流通している。被覆されることによって有毒なホスフィンの発生を抑制して自然発火がおきないようにすることで取り扱いを容易にしている。販売されている被覆リンは保存に特別な設備を必要とせず、常温の空気中に保存することが出来る。

潤滑用途では様々な種類のリン系添加剤が使用されており、特に耐摩耗性、極圧性に優れたものが多く存在する。ジチオリン酸亜鉛などは磨耗防止、酸化防止、腐食防止といった機能を持つ多機能添加剤であるため昔から潤滑油用途で多用され、現在でも一般的な4ストローク用エンジンオイルの殆どに添加されている。

規制

リンは細胞の不可欠な構成要素であるため、環境中に過剰に存在すると、微生物の大量増殖を導いてしまう。赤潮などの公害が多発した1960年代以降、合成洗剤のビルダーとしての使用が禁止されるなどの対策が講じられ、その後も閉鎖性水域を中心に、環境基準の項目として定番となっている。

ガソリンエンジンの排気ガスを浄化する三元触媒はエンジンオイルに含まれるリンによって被毒する。そのためILSACなどのエンジンオイル規格においてリンの含有量規制が存在する。ただしリンは磨耗防止など様々な機能を担っている重要な要素であり、現状では潤滑性能を維持する観点から最低含有量も同時に設定されている。

リンの化合物

• 酸化物
  • 十酸化四リン (P₄O₁₀) - 組成式 P₂O₅ より五酸化二リンとも呼ばれる。
  • 八酸化四リン (P₄O₈)
  • 六酸化四リン (P₄O₆)

• ハロゲン化物
  • 三フッ化リン (PF₃)
  • 五フッ化リン (PF₅)
  • 三塩化リン (PCl₃)
  • 五塩化リン (PCl₅)
  • 三臭化リン (PBr₃)
  • 五臭化リン (PBr₅)
  • 三ヨウ化リン (PI₃)

• ハロゲン化ホスホリル
  • フッ化ホスホリル (POF₃)
  • 塩化ホスホリル (POCl₃)
  • 臭化ホスホリル (POBr₃)

• その他
  • ホスフィン (PH₃)
  • リン化カルシウム (Ca₃P₂)
  • リン酸 (H₃PO₄) - 生体にとっても重要、核酸を構成する。
  • リン酸ナトリウム (Na₃PO₄)
  • ヘキサフルオロリン酸 (HPF₆)

リンのオキソ酸

リンのオキソ酸は慣用名をもつ。次にそれらを挙げる。

オキソ酸の名称	化学式 （酸化数）	オキソ酸塩の名称	備考
ホスフィン酸 (phosphinic acid)	HPH2O2 (+I)	ホスフィン酸塩 ( - phosphinate)	水素原子のうち2個がリンに直接結合しているため、リンの原子価は1価。
ホスホン酸 (phosphonic acid)	H2PHO3 (+III)	ホスホン酸塩 ( - phosphorite)	亜リン酸の互変異性体。水素原子のうち1個がリンに直接結合しているため、リンの原子価は5価。
亜リン酸 (phosphorous acid)	H3PO3 (+III)	亜リン酸塩 ( - phosphite)	詳しくは亜リン酸、三酸化二リンを参照。
リン酸 (phosphoric acid)	H3PO4 (+V)	リン酸塩 ( - phosphate)	詳しくはリン酸、五酸化二リンを参照。
ペルオキソ一リン酸 (peroxomonophosphoric acid)	H3PO5 (+V)	ペルオキソ一リン酸塩 ( - peroxomonophosphorate)	水溶液としてのみ得られ、強い酸化力がある。

※オキソ酸塩名称の '-' にはカチオン種の名称が入る。

同位体

詳細は「リンの同位体」を参照

脚注

関連項目

• 燐光
• 有機リン化合物
• リン31NMR
• リン鉱石
• 赤潮
• GFAJ-1

外部リンク

• リン脂質結合大豆ペプチド - 「健康食品」の安全性・有効性情報（国立健康・栄養研究所）

UpToDate Contents

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• 1. 局所化学熱傷 topical chemical burns
• 2. 殺鼠剤中毒の概要 overview of rodenticide poisoning

Japanese Journal

• エタノール投与時におけるラットの血清と肝臓脂質濃度におよぼす卵黄リン脂質の影響

• 細山田 康恵,山内 好江,山田 正子
• 日本食生活学会誌 22(2), 153-158, 2011
• NAID 40019017125

• 流通産業発展のアンバランスの解消による産業高度化 (産業高度化と戦略的新興産業(2))

• 黄 [リン]
• 日中経協ジャーナル (212), 4-7, 2011-09
• NAID 40018980293

Related Links

• リン - Wikipedia

リン（燐、?、Phosphorus）は、原子番号 15 の元素。元素記号は P。窒素族元素の1つ 。白リン（黄リン）、赤リン、紫リン、黒リンなどの同素体が存在する。+III（例：P4O6 、六酸化四リン）、+IV（例：P4O8、八酸化四リン）、+V（例：P4O10、十酸化四 ...

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	毒薬	アトロピン、ジギタリス配糖体、スコポラミン、ストリキニーネ
	劇薬	カフェイン、プロカイン
麻薬及び向精神薬取締法	麻薬	アヘンアルカロイド、コカイン、合成麻薬、LSD
	第1腫向精神薬	セロバルビタール、メチルフェニデート
	第2腫向精神薬	アキサゾラム、ペンタゾシン、ペントバルビタール
	第3腫向精神薬	アロバルビタール、オキサゾラム、クロルジアゼポキシド、ジアゼパム、トリアゾラム、フェノバルビタール、トラゼパム
覚醒剤取締法	覚醒剤	アンフェタミン、メタンフェタミン
大麻取締法	大麻	大麻草及び製品
あへん法	けし属	けし、けしがら、アヘン

「リン」

　　[★]

英

phosphorus P

関

serum phosphorus level

分子量

• 30.973762 u (wikipedia)
• 単体で化合物としてはP4、淡黄色を帯びた半透明の固体、所謂黄リンで毒性が高い。分子量124.08。

基準値

血清中のリンおよびリン化合物(リン酸イオンなどとして存在)を無機リン(P)として定量した値。

• (serum)phosphorus, inorganic 2.5–4.3 mg/dL(HIM.Appendix)
• 2.5-4.5 mg/dL (QB)

代謝

• リンは経口的に摂取され、小腸から吸収され、細胞内に取り込まれる。
• 骨形成とともに骨に取り込まれる。
• 腎より排泄される。

尿細管での分泌・再吸収

近位尿細管	70%
遠位尿細管	20%

排泄：10%

尿細管における再吸収の調節要素

• パラサイロイドホルモン PTH：排泄↑
• カルシトニン：吸収↑
• ビタミンD：吸収↑

臨床検査

無機リンとして定量される。

• 血清や尿(蓄尿)で定量される。

基準範囲

血清

• 基準範囲：2.5-4.5mg/dL

• 小児：4-7mg/dL
• 閉経後女性は一般集団より0.3mg/dL高値となる

尿

• 基準範囲：1g/日

測定値に影響を与える要因

• 食事。食前に測定するのが好ましい。

臨床関連

• 高リン酸血症 高リン血症
• 低リン酸血症 低リン血症 hypophosphatemia

参考

• 1. wikiepdia

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AA%E3%83%B3