关于磷化氢的研究论文

元素名称：磷 原子序数:15 ,第二周期,第15族(VA 氮族) 元素符号:P 元素原子量： 晶体结构：晶胞为简单立方晶胞。 原子体积:(立方厘米/摩尔) 元素在太阳中的含量:(ppm) 7 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 地壳中含量：（ppm） 1000 原子结构 原子半径/Å: 原子体积/cm3/mol: 17 共价半径/Å: 电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p3 离子半径/Å: 氧化态: ±3,5,4 晶体结构 白磷是分子晶体，立方晶系，分子间靠范德华力结合，分子式P4，4个磷原子位于四面体的四个顶点。 红磷的结构目前还不十分清楚，有人认为红磷是链状结构。 发现 1669 在德国,汉堡, 由 Hennig Brandt 发明。 来源 以磷酸盐矿存在于自然界。 用途 用于制造磷肥、火柴、烟火、杀虫剂、牙膏和除垢剂。 氧化态： Main P+5 Other P-3, P-2, P0, P+2, P+3 化学键能： (kJ /mol) P-H 328 P-O 407 P=O 560 P-F 490 P-Cl 319 P-P 209 热导率: W/(m·K) (white) 晶胞参数： a = 1145 pm b = pm c = pm α = ° β = ° γ = ° 电离能 (kJ/ mol) M - M+ M+ - M2+ M2+ - M3+ 2912 M3+ - M4+ 4956 M4+ - M5+ 6273 M5+ - M6+ 21268 M6+ - M7+ 25397 M7+ - M8+ 29854 M8+ - M9+ 35867 M9+ - M10+ 40958 磷的同位素: 已发现的共有13种 包括从磷27到磷39 其中只有磷31最为稳定 其它同位素都具有放射性 磷的同素异形体: 黑磷（紫磷、金属磷） 白磷 红磷（赤磷） 元素类型：非金属 元素描述： 单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度克/厘米3。熔点℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水，易溶解与二硫化碳溶剂中．在高压下加热会变为黑磷，其密度克/厘米3，略显金属性。电离能为电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度克/厘米3，熔点59℃，沸点200℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。 元素来源： 单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧或蒸馏尿而制得。 元素用途： 白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。 元素辅助资料： 西方化学史的研究者们几乎一致认为，磷是在1669年首先由德国汉堡一位叫汉林·布朗德的人发现的。他是怎么样取得磷的呢？一般只是说他是通过强热蒸发尿取得。他在蒸发尿的过程中，偶然地在曲颈瓶的接受器中发现到一种特殊的白色固体，在黑暗中不断发光，称它为kalte feuer（德文，冷火）。 磷广泛存在于动植物体中，因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同，它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷，是白色半透明晶体，在空气中缓慢氧化，产生的能量以光的形式放出，因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时，便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中，但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒，使用白磷制成的火柴极易着火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒，在240℃左右着火，受热后能转变成白磷而燃烧，于是红磷成为制造火柴的原料，一直沿用至今。 是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质，确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。 磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos（光）和phero（携带）组成，也就是“发光物”的意思，元素符号是P。 另外，我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象。 磷,原子序数15,原子量,元素名来自希腊文，原意是“发光物”。1669年德国科学家布兰德从尿中制得。磷在地壳中的含量为。自然界中含磷的矿物有磷酸钙、磷辉石等，磷还存在于细胞、蛋白质、骨骼中。天然的磷有一种稳定同位素：磷31。 磷有白磷、红磷、黑磷三种同素异构体。白磷又叫黄磷为白色至黄色蜡性固体，熔点°C，沸点280°C，密度克/厘米³。白磷活性很高，必须储存在水里，人吸入克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下，加热到260°C或在光照下就会转变成红磷，而红磷在加热到416°C变成蒸汽之后冷凝就会变成白磷。红磷无毒，加热到240°C以上才着火。在高压下，白磷可转变为黑磷，它具有层状网络结构，能导电，是磷的同素异形体中最稳定的。 如果氧气不足，在潮湿情况下，白磷氧化很慢，并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液，生成磷化氢和次磷酸二氢盐；干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷，过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷，如果空气不足则生成三氧化二磷。 约三分之二的磷用于磷肥。磷还用于制造磷酸、烟火、燃烧弹、杀虫剂等。三聚磷酸盐用于合成洗涤剂。 磷的简介 磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。广泛存在于动、植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙排列为第六位。约占人体重的1%，成人体内约含有600-900g的磷。体内磷的集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，是机体很重要的一种元素。 磷的发现 关于磷元素的发现，还得从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，盛行着炼金术，据说只要找到一种聪明人的石头——哲人石，便可以点石成金，让普通的铅、铁变成贵重的黄金。炼金术家仿佛疯子一般，采用稀奇古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，昭思慕想寻觅点石成金的哲人石。1669年，德国汉堡一位叫布朗特（Brand H）的商人在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，在黑暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的白蜡模样的东西，虽不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他兴奋得手舞足蹈。他发现这种绿火不发热，不引燃其它物质，是一种冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum就是“冷光”之意，它的化学符号是P，它的英文名称是Phosphorus。 食物来源 磷在食物中分布很广，无论动物性食物或食物性食物，在其细胞中，都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，所以磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。但粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理，吸收利用率低。 代谢吸收 磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，回肠较差。磷的吸收分为通过载体需能的主动吸收和扩散被动吸收两种机制。磷的代谢过程与钙相似，体内的磷平衡取决于体内和体外环境之间磷的交换。磷的主要排泄途径是经肾脏。未经肠道吸收的磷从粪便排出，这部分平均约占机体每日摄磷量的30%，其余70%经由肾以可溶性磷酸盐形式排出，少量也可由汗液排出。 生理功能 1.构成骨骼和牙齿。 2.磷酸组成生命的重要物质，促进成长及身体组织器官的修复。 3.参与代谢过程，协助脂肪和淀粉的代谢，供给能量与活力。 4.参与酸碱平衡的调节。 需要人群 甲状腺功能亢进的人需要补充磷质。 生理需要 成人适宜摄入量为700mg/d。 过量表现 骨质疏松易碎、牙齿蛀蚀、各种钙缺乏症状日益明显、精神不振甚至崩溃，破坏其他矿物质平衡。高磷血症。 缺乏症 1.磷质缺乏会导致佝偻病和牙龈溢脓等疾患。 2.缺磷会使人虚弱，全身疲劳，肌肉酸痛，食欲不振。 摄取提示 因为人类食物中含有丰富的磷，故人类营养性的磷缺乏很少见，中国人不缺乏，已经过量并干扰钙的吸收。 物理性质 状态：软的白色蜡状固体，棕红色粉末或黑色固体。 熔 点(℃): 沸 点(℃): 280 密度(g/cc，300K): 比 热/J/gK : 蒸发热/KJ/mol : 熔化热/KJ/mol: 导电率／106/cm : 导热系数／W/cmK: 地质数据 丰 度 滞留时间/年: 100000 太阳(相对于 H=1×1012): × 105 海水中/. 地壳/.: 1000 大西洋表面: 太平洋表面: 大西洋深处: 太平洋深处: 生物数据 人体中含量 肝/.: 3 - 器官中: 肌肉/.: 3000 - 8500 血/mg dm-3 : 345 日摄入量/mg: 900 - 19000 骨/.: 67000 - 71000 人(70Kg)均体内总量/g: 780

为何人类永远无法登陆金星？

我觉得这个问题不成立。人类迄今没有登陆金星，主要基于两点：一是金星环境条件太过恶劣，在金星上无人探测登陆都很难，更别说载人登陆了；二是载人登陆金星去干什么呢？登陆金星的投入产出比根本无法成正比，何必劳民伤财呢？

现在人类无法在金星登陆，并不等于永远做不到。我认为如有需要，未来人类在金星上登陆并非不可能。

在这方面成就最为卓著的是前苏联。从1961年开始，苏联就不断向金星发射探测器，先先后后大概发射有20来艘。最早发射的巨人号金星探测器失败了，后来又不断地发射了金星1号到金星16号探测器，还发射了织女星1号、2号。这些探测器大部分发射成功，有的飞掠金星，有的在轨环绕金星，有的释放了着陆器，取得了大量金星环境数据。

美国紧跟在苏联之后，同样连续对金星开展探测活动。先后发射了水手号系列、先驱号系列、麦哲伦号等探测器，也是绝大多数成功，其中也有飞掠、环绕、硬着陆、软着陆，取得了不菲的成就。

两个航天大国的探测活动主要发生在上世纪，本世纪欧洲航天局2005年发射了金星快车号探测器，日本2010年发射了拂晓号探测器，都成功到达了金星，以轨道器的方式进行探测。

美国和俄罗斯现在又提出了名为“韦内拉-D”的太空合作任务，计划在2025年左右发射探测器到金星，并释放登陆器登陆金星，地表工作时间要超过以往的探测器，达到数小时之久，以便对金星远古气候和是否具备孕育生命条件做更详尽的分析。

迄今，人类派往金星的探测器已经达到40余艘，据不完全统计，其中飞掠器有11艘，轨道器有9艘，硬着陆（坠落）探测有6艘，软着陆探测有10艘，气球探测有2艘，还有若干失败的探测器。

在金星表面软着陆工作时间最长的是前苏联的金星11号、12号，都达到110分钟。人类通过这些探测，对金星虽不能说是了如指掌，但大致基本情况还是掌握的。

金星有浓密的大气包裹，主要成分是二氧化碳，占总比例的96%以上；其次是氮，占3%以上；其余不到1%的气体有微量的水汽、二氧化硫、氧气、一氧化碳等。由于大气密度比地球大100倍，因此金星表面气压达到地球海平面压力的90倍以上。

二氧化碳是温室气体的主要组成，因此在如此浓密的温室气体包裹下，金星表面温度达到460~480 ，极限温度可能高达500 。金星表面没有水，但金星也有云也有雨，浓密橙黄色的云里面都是硫酸和硫粒子，因此落下来的雨不是水，而是浓硫酸。这就是探测器即便做得再坚固，设法做得更耐腐蚀和高温，也无法在地表坚持很久的原因。

金星上有风，有电闪雷鸣，闪电次数和强度都大于地球，每分钟有几十次之多，探测器记录到的一次闪电竟长达15分钟。

通过上世纪对金星的频繁探测，人们了解了金星地狱般的极端环境，那里可能存在金星人的幻想破灭了，因此渐渐对金星心灰意冷了，基本对金星存在生命的期望判了死刑。

但一项新的发现，让人们对金星又燃起了热情。

2020年9月14日，《自然天文学》杂志披露了一项研究，金星厚厚的硫酸云层中，发现了磷化氢的化学特征。发表这项研究论文的通讯作者是英国卡迪夫大学简·格里夫斯（Jane Greaves）和他的同事，他们在2017年和2019年，通过用麦克斯韦望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵观测金星，探测到了一个只属于磷化氢的光谱特征，并估算出金星云层中磷化氢的丰度为20ppb，也就是十亿分之一。

磷化氢是一种有毒气体，这种闻起来有大蒜味或者腐鱼味的气体，在地球上一般与厌氧微生物有关，因此是一种生命的信号。那么金星上这种气体的出现，是生命的象征吗？目前无法确定。

上述团队还考察了产生磷化氢的各种不同方式，包括来自金星地表、微陨星、闪电、云层内部化学反应都有可能生成磷化氢。但金星上磷化氢浓度虽然很稀薄，总体量还是很庞大的，这种量光靠自然化学反应很难解释，由此人们对金星可能存在生命又充满了兴趣。

当然，即便真的存在生命，也只是低级的微生物生命。美俄的“韦内拉-D”太空合作项目，或许就是为了去解开这个谜团。

从前面介绍的探测器进行表面软着陆，最长坚持的工作时间只有不到2个小时，就可以看出，机器都无法在金星长久坚持，人类这种娇贵的肉体要登陆金星，当然难度非常大。但难度大并非不可能，既然探测器能够在那里坚持一段时间，那么就为未来人类在金星登陆留下了可能。

不管是机器还是人类，要登陆金星，首先必须解决三个大问题：一是耐高温，二是耐腐蚀，三是耐高压。这三大问题一个一个突破是比较容易的，但要综合解决，还要为人类登陆做好生存保障就比较难了。

比如耐高温，消防队员们进入的火场就需要耐千度高温的防护服，碳纤维可以耐受高温，但这些又要耐高压就很难；深潜器可以潜到万米深的海沟，那里的压力达到海平面1000倍以上，金星上只有90多倍，因此制造出耐高压的着陆器并不难，难的是还能够耐浓硫酸吗？陶瓷、玻璃和特殊橡胶制品可以耐浓硫酸腐蚀，但怎么如何做到耐压和个高温又是个难题。

目前宇航服能够耐受零下180 低温和150 高温；由于可采用聚四氟乙烯的强化玻璃纤维制成，因此具有较强的抗腐蚀性。但现在国际空间站任务，或者月球和火星任务应对的主要是低气压环境，因此舱外宇航服主要是为应对低压而设计。显然，现在的宇航服是无法在金星上保障宇航员生命的。

（上面2图：穿上这种潜水服可以深潜330米，相当33个大气压）

那么以后能设计出适合金星表面活动的飞船或宇航服吗？我想是有可能的。现在人类能够深潜到万米海沟，就能够创造出抵御金星表面压力的着陆器，防高温和防腐蚀的材料也都掌握了，关键是如何把这些材料和技术柔和在一起，制造出既能够防高温，又能够耐受高压和强腐蚀的设施。

随着人类未来的 科技 进步，真到了人类对金星探测或开发有迫切需求的时候，保障人类在金星工作生存的装置就会制造出来。不信？我们可以拭目以待，这个时间不需要很长。

人类永远无法登陆金星？前苏联人发射的探测器已经做到了。 只是对于现在人类的 科技 水平而言，金星的地理环境十分恶劣，难以登陆。 金星的环境几乎能够运用地狱来形容，人类登入金星无疑是登入地狱一般，前苏联登入金星的探测器工作时间只是维持不到2个小时就报废了。

金星作为离地球最近的行星，(火星有时候会更近)。近些年来，人类对附近地球的几个行星燃起了非常大的热心，登入月球，登入火星等等，但是作为与地球附近的另一颗星球，人类却对它热心大减。为何人类只提登入月球、火星而不想登入金星呢？

以下是金星和火星的基本数据：

表面温度，摄氏度（最低/平均/最高）：火星：-87/-63/-5；金星： 465/475/485

可见火 星起码还有可能生存，金星干脆不适合人类居住 ，另外火星局部地区的温度在夏天可以到十几至二十几度。

自转周期：火星：小时；金星：243天

火星一天跟地球差不多，金星一天就太长了，另外金星没有四季变化，火星有。

二者大气成份差不多，但 金星上有时速为每小时350公里的飓风，大气层中有大量的硫酸，连探测器都坚持不了多久，更别说人类了 。

金星表面大气压是地球的92倍 ，火星气压只有不足地球的1%，气压太大就意味着登陆以后非常困难，气压低可以搭棚子住人，但气压太高就比较困难了。

以上几条就可以说明火星比金星更适合人类居住了。金星仅仅只是个头上跟地球差不多而已。人类的太空探测很大程度上是为了寻找人类的第二家园，而金星显然不是。所以人类登陆金星的热情并没多少，也没有登陆火星更有价值。

因为有新的线索暗示金星可能曾经是一颗云层密布的海洋世界，基本上不具备在金星生存的条件。

根据我们从课本上获取的知识，金星是一处闷热荒凉的“废土”。其表面温度超过了 800 （ 400 ），如果你想要在太阳系内寻找哪里有水，它绝对是最后一个地方。 然而巴黎萨克莱大学的一组科学家们，却在通过计算机模型来模拟金星在各种条件下的进化过程之后，发现了新的线索。 得益于极低的转速（约为地球的 1/116）、以及当前这颗星球上留存的足够多的二氧化碳，模型揭示金星可能曾经拥有过一个广阔而较浅的海洋。

（上图来自：NASA）

听起来似乎很不可思议，但这其实还有另一个前提 —— 如果金星有足够厚的云层来帮地表显著降温的话。

新研究基于此前关于岩石行星形成最初的数据和模型而打造，先是极端的高温和构造活动，然后观察它们开始冷却后最终会发生什么。

科学家们猜测金星与地球的形成方式类似，模拟结果显示 —— 金星只需要大约 30% 的地球海洋水分，就能够给它的表面披上一层稀薄的海洋层。

需要指出的是，研究人员们没有将他们所有的筹码都押在这个理论上，仅仅是暗示我们的行星邻居“在多云的天空的支持下，还是有可能存在过液态水的”。

此外，我们对于金星地下有什么也还不清楚。如果俄罗斯的一个金星任务可在 2024 年如愿落地的话，我们或许不用等待太久就等得到答案。