Լուսաբեր (քիմիական տարր)

Լուսաբեր քիմիական տարր է, որուն նշանն է P (լատ.՝ Phosphorus-էն)։ Կարգաթիւը՝ 15, հիւլէական զանգվածը՝ 30.97376։ Ոչ մետաղ է։

Պատմութիւն

Լուսաբերին յայտնաբերումը կը վերագրուէ համպուրկցի ալքիմիքոս Հէննիկ Պրանտին (գերմաներէն՝ Hennig Brand), որ 1669-ին ստացաւ երկնագոյն լուսարձակող նիւթ մը՝ «սառը կրակ», եւ անուանեցաւ փոսփոր (յուն․՝ φῶς՝ լոյս եւ φέρω՝ կրող, լատ.՝ Lucifer)։ Լուսաբերի տարրական բնոյթը յայտնաբերած է Անթուան Լաւուազիէն (1783)։

Ստացում

Տարրական լուսաբերը կը ստանան կաղկիոնի փոսփատի, սիղիկահողի եւ ածխածինի խառնուրդն ելեկտրական վառարանին մէջ առանց օդի մուտքի մինչեւ 1600 °C տաքացնելով՝

${\mathsf {2Ca_{3}(PO_{4})_{2}+10C+6SiO_{2}\rightarrow P_{4}+10CO+6CaSiO_{3}}}$

Ստացուած կազային P₄-ը բաց թողնելով ջուրի մեջ՝ կը վերածեն պինդ վիճակի։

Լուսաբերի շոգիները փոշեզրկելէն ետք կը սառցնեն (50 °C) եւ ստացուող թեքնիքական ճերմակ փոսփորը կը հաւքէն ջուրի տակ։

Լուսաբերը հիմնականին կ'օգտագործուէ փոսփորական թթու եւ անկէ փոսփորական պարարտանիւթեր եւ այլ փոսփատներ ստանալու համար։

Բնութենական Յատկութիւններ

Լուսաբերը բնութեան մեջ տարածուած տարր մըն է, կը կազմէ երկրակեղեւի զանգուածի 9,3․10⁻²%-ը (տարածուածութեամբ 13-րդն է)։ Լուսաբերը բնորոշ հօտով, անգոյն, մոմակերպ, թունաւոր նիւթ է, կը ստացուէ լուսաբերի շոգիները սառցնելիս։

Հալման ջերմաստիճանը 44,1 °C, եռմանը՝ 280,5 °C, խտութիւնը՝ 1828 քկ/մ³։ Օդին մէջ (40 °C-ում) կ'ինքնաբռնկուէ (կը պահեն ջուրին տակ)։ Բաղկացած է Р₄ մոլեքուլներէ (լուսաբերրի մյուս ձեւափոխութիւններն հիւլէական պոլիմերներ են)։ Տաքացնելիս 250-300 °C դանդաղ կը փոխարկուէ կարմիր լուսաբերի։ Անիկա կը յառաջացնէ բիւրեղական մի քանի ձեւափոխութիւններ, որոնք ունեն 2000-2400 քկ/մ³ խտութիւն եւ 416-423 °C-ին կը ցնդեն։

Քիմիապէս աւելի պասսիվ է, օդին մէջ կը բռնկուէ 240-250 °C տաքացնելիս, համարեայ թունաւոր չէ։ Չլուծուեր ջուրին մէջ եւ ծծմբածխածնին մէջ։ Ապրանքային կարմիր լուսաբերը գործնականօրէն ամորֆ է, գոյնը՝ կարմրաշագանակագոյնէն մանիշակագոյն։

Ճերմակ Լուսաբերը ճնշման տակ (մօտ 15 000 մթնոլորտ) տաքացնելիս՝ 200-220 °C, կը փոխարկուէ սեւ լուսաբերի (կը նմանի կրաֆիթին, կիսահաղորդիչ է)։

Հեղուկ եւ կազային լուսաբերը բաղկացած է P₄ մոլեքուլներէ։ Լուսաբերը տիպական ոչ մետաղ է, քիմիապէս աքթիւ է։ Միացութիւններուն մէջ գերազանցապէս կովալենթական է, կը ցուցաբերէ -3, +3 եւ +5 օքսիտացման աստիճաններ (արժէքականութիւնը 3 եւ 5, հազւադէպ 4, 1 եւ 4)։ Կը յառաջացնէ սահմանափակ թիւով իոնական միացութիւններ (Na₃P, Ca₃P₂ եւ այլն)։ Լուսաբերը վերականգնիչ է, օքսիտացնող յատկութիւնները շատ թոյլ են արտայայտուած։ Լուսաբերի երկու կարեւոր ալոտրոպ ձեւերն են՝ ճերմակ լուսաբերը եւ կարմիր լուսաբերը։ Սեւ լուսաբերն կը ստացուէ ճերմակ լուսաբերը բարձր (շուրջ 1200 մեկապասկալ) ճնշման տակ տաքացնելիս։

Ճերմակ լուսաբեր

Ճերմակ եւ կարմիր լուսաբեր

Ճերմակ լուսաբեր

Կարմիր լուսաբեր

Իր տեսքով եւ փափկութեամբ ճերմակ լուսաբերը կը նմանի մաքրած մեղուամոմի կամ պարաֆինի։ Խառնուրդներու ազդեցութիւնէն կ'ունենայ դեղնաւուն երանգ։

Լաւ կը լուծուէ CS₂-ին, t_հալ=44°Շ, t_եռ=281°Շ։ Թոյլ տաքացնելիս օդին մէջ կ'ինքնաբոցավառուէ։ Քիմիապէս ակտիւ եւ խիստ թունաւոր նիւթ է, կը յառաջացնէ ոսկորներու քայքայում։ Չափահաս մարդուն համար մահացու չափաբաժինը կը կազմէ 50-100 միլիկրամ։

Ճերմակ լուսբերի բանաձեւն է՝ P₄։ Կը պահեն ձուլակտորներու տեսքով՝ անօդ, յատուկ իներտ միջավայրին մէջ, մաքրած ջուրի շերտին տակ։

• Ճերմակ լուսբերը լայնորէն կ'օգտագործուէ որպէս պայթուցիկ զինամթերքներու բոցավառիչ։

Կարմիր Լուսաբեր

Կարմիր լուսաբերը տարրական լուսաբերի կայուն ձեւափոխութիւնն է։ Առաջին անգամ 1847-ին Շուէտին մէջ ստացած է աւստրիացի քիմիագէտ Անթոն Շրեոթերը՝ տաքացնելով ճերմակ լուսաբերը 500 °Շ-ին։

Կարմիր լուսաբերի խտութիւնն աւելի է եւ կը հասնէ 2400 քկ/մ³-ի։ Բաց օդին մէջ պահելու պարագային լուսաբերը խոնաւութեան պայմաններուն մէջ աստիճանաբար կ'օքսիտանայ՝ յառաջացնելով մածուցիկ լուսաթթու։ Ատկէ խուսափելու համար կարմիր լուսաբերը կը պահեն հերմետիկ անօթներուն մէջ։

Ճերմակ լուսբերի թունաւորմէն կարմիրինը մի քանի հազար անգամ պակաս է, ինչը կը նպաստէ, որ անիկա ունենայ շատ աւելի լայն կիրառութիւն։

Կարմիր լուսաբերն ունի պոլիմերային կառուցուածք։ Անիկա կարելի է դիտարկել որպէս P₄-ի ածանցեալ, որտեղ խզուած է P-P կապերէն մեկը եւ հարեւան քառանիստի հետ ստեղծուած է լրացուցիչ կապ մը եւ ստացուած է շղթայաձեւ կառուցուածք։ Նոր ստացուած կառուցուածքի բանաձեւն է P_n։

• Կարմիր լուսաբերն կ'օգտագործէ լուցկիի արտադրութեան ժամանակ։ Լուցկիի տուփի կողային մակերեսին քսուած նիւթը կը պարունակէ լուսաբեր, իսկ լուցկիի գլխիկը՝ ծծումբ։ Լուցկիի գլխիկը տուփի կողին քսելով, անիկա կը բոցավառուէ։

Սեւ Լուսաբեր

Սեւ լուսաբերը տարրական լուսաբերի տարատեսակներէն ամէնաիներտն է։

Առաջին անգամ 1914-ին ստացած է ամերիկացի բնագէտ Փերսի Պրիճմանը (անգլերէն՝ Percy Bridgman)՝ 20 հազար մթնոլորտ ճնշման եւ 230 °Շ ջերմաստիճանի պայմաններուն մէջ։ Սեւ լուսաբերն ունի մետաղական փայլ եւ շատ կը նմանի կրաֆիթին։ Ջուրի եւ օրկանական լուծիչներուն մէջ բացարձակապէս չլուծուեր։

Ելեկտրահաղորդիչ է եւ ունի կիսահաղորդչի յատկութիւններ։

Կենսաբանական Դեր

Փոսփատի տեսքով անօրկանական լուսաբերը անհրաժեշտ է կեանքի բոլոր ձեւերուն համար: Լուսաբերը գլխաւոր դեր ունի ԴՆԹ-ի եւ ՌՆԹ-ի կառուցուածքային ձեւաւորման համար: Ապրող բջիջները լուսաբերը կ'օգտագործեն ատենոզին թրիփոսփատի (ԱԹՓ) միջոցաւ եռանդը փոխադրելու համար: Փոսփոլիպիտները գլխաւոր կառուցուածքային բաղադրիչ կը հանդիսանան բջիջներու թաղանթներուն համար:

Միջին չափահաս մարդուն մարմինը կը պարունակէ 0,7 քկ լուսաբեր, որուն 85-90%-ը՝ ոսկորներուն եւ ակռաներուն մէջ ապատիտի ձեւով: Արեան մէջ լուսաբերի միջին պարունակութիւնն է շուրջ 0,4 կ/լ, որուն 70%-ը օրկանական եւ 30%-ը անօրականական փոսփատներ են:

Լուսաբերի աղբիւրները նոյնն պրոթէին պարունակող սնունդն է, թէեւ պրոթէինները լուսաբեր չեն պարունակեր: Զորօրինակ, կաթը, մսեղէնը եւ սոյան կը պարունակեն նաեւ լուսաբեր: Որպէս կանոն, ուտելիքին միջոցաւ անհրաժեշտ պրոթէին եւ կաղկիոն ստանալը հաւանական է, որ կ'ապահովէ նաեւ բաւականաչափ լուսաբերի ստացումը: