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リン - Wikipedia

リン

原子げんし番号ばんごう15の元素げんそ
りんから転送てんそう

リンりんえい: phosphorusしんラテン語らてんご: phosphorus[4])は原子げんし番号ばんごう15ばん元素げんそである。元素げんそ記号きごうP原子げんしりょうは30.97。窒素ちっそぞく元素げんそ(15ぞく)のひとつ。周期しゅうきは3。

ケイ素けいそ リン 硫黄いおう
N

P

As
外見がいけん
無色むしょく、ロウじょう白色はくしょく黄色おうしょく真紅しんくしょく赤色あかいろ紫色むらさきいろ黒色こくしょく

ひだりからはくリン(リン)、あかリン、むらさきリン、くろリン
一般いっぱん特性とくせい
名称めいしょう, 記号きごう, 番号ばんごう リン, P, 15
分類ぶんるい 非金属ひきんぞく
ぞく, 周期しゅうき, ブロック 15, 3, p
原子げんしりょう 30.973762(2) 
電子でんし配置はいち [Ne] 3s2 3p3
電子でんしから 2, 8, 5(画像がぞう
物理ぶつり特性とくせい
密度みつど室温しつおん付近ふきん はくリン)1.823、(あかリン)≈ 2.2 – 2.34、(むらさきリン)2.36、(くろリン)2.69 g/cm3
融点ゆうてん はくリン)44.2 °C、(くろリン)610 °C
昇華しょうかてん あかリン)≈ 416 – 590 °C、(むらさきリン)620 °C
沸点ふってん はくリン)280.5 °C
融解ゆうかいねつ はくリン)0.66 kJ/mol
蒸発じょうはつねつ はくリン)12.4 kJ/mol
熱容量ねつようりょう (25 °C) (はくリン)23.824 J/(mol·K)
蒸気じょうきあつはくリン)
圧力あつりょく (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度おんど (K) 279 307 342 388 453 549
蒸気じょうきあつあかリン、bp. 431 °C
圧力あつりょく (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度おんど (K) 455 489 529 576 635 704
原子げんし特性とくせい
酸化さんかすう 5, 4, 3, 2[1], 1[2], −1, −2, −3
(じゃく酸性さんせい酸化さんかぶつ)
電気でんき陰性いんせい 2.19(ポーリングの
イオン化いおんかエネルギー だい1: 1011.8 kJ/mol
だい2: 1907 kJ/mol
だい3: 2914.1 kJ/mol
共有きょうゆう結合けつごう半径はんけい 107±3 pm
ファンデルワールス半径はんけい 180 pm
その
結晶けっしょう構造こうぞう 立方りっぽうあきらけいはくリン)
磁性じせい はくリン、あかリン、むらさきリン、くろリン)はん磁性じせい[3]
ねつ伝導でんどうりつ (300 K) (はくリン)0.236、(くろリン)12.1 W/(m⋅K)
体積たいせき弾性だんせいりつ はくリン)5、(あかリン)11 GPa
CAS登録とうろく番号ばんごう 7723-14-0
おも同位どういたい
詳細しょうさいリンの同位どういたい参照さんしょう
同位どういたい NA 半減はんげん DM DE (MeV) DP
31P 100% 中性子ちゅうせいし16安定あんてい
32P syn 14.28 d βべーた 1.709 32S
33P syn 25.3 d βべーた 0.249 33S

名称めいしょう

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ギリシャで「ひかりはこぶもの」という意味いみの「phosphoros」から命名めいめいされた。phos が「ひかり」、phoros が「はこぶもの」の

以前いぜん、リンは漢字かんじりん(ひとだまの)といていた。ひとだまはリンがえているものだとかんがえられていたためであろう。[5]

同素体どうそたい

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はくリン(リン)・あかリン・むらさきリン・くろリンなどの同素体どうそたい存在そんざいする。+III(れいろく酸化さんかよんリン、P4O6)、+IV(れいはち酸化さんかよんリン、P4O8)、+V(れい酸化さんかリン、P2O5)などの酸化さんかすうをとる。

リンは数種類すうしゅるい同素体どうそたいをもつことがふるくからられている。はくリン以外いがい同素体どうそたいは、安定あんていでほぼ無毒むどくである。

はくリン(P4)は四面しめん体形たいけい分子ぶんしからなり、比重ひじゅうが1.82、融点ゆうてんが44.1 °C、沸点ふってんが280 °Cの、常温じょうおんつねあつ白色はくしょくロウじょう固体こたいである。発火はっかてんやく44 °Cで些細ささいなことで自然しぜん発火はっかするため、水中すいちゅう保存ほぞんする。空気くうきちゅう室温しつおんでも徐々じょじょ酸化さんかされ、あつおよび青白あおじろひかりはっする。現在げんざい燐光りんこうべつ発光はっこう現象げんしょう意味いみもちいられているが、その語源ごげんでもある。ベンゼン二硫化炭素にりゅうかたんそ(CS2)などの有機ゆうき溶媒ようばいによくける。つよ毒性どくせい[6]ニンニクのようなにおいがある。日光にっこうにあたるとあかリンに変化へんかする。

くろリン比重ひじゅうが2.69の固体こたいである。リンをやく12000気圧きあつ加圧かあつし、やく200 °Cで加熱かねつするとられる。リンの同素体どうそたいちゅうでもっとも安定あんていである。半導体はんどうたいでありてつ灰色はいいろ金属きんぞく光沢こうたくち、βべーた金属きんぞくリンともばれる。空気くうきちゅうではなかなか発火はっかしない。

むらさきリン比重ひじゅうが2.36の固体こたいである。褐色かっしょくびた暗紫色あんししょく金属きんぞく光沢こうたくち、αあるふぁ金属きんぞくリンともばれる。はくリンをなまりかして密閉みっぺいして加熱かねつし、さい結晶けっしょうさせることでられる。電気でんき伝導でんどうせいちいさい。1865ねんヴィルヘルム・ヒットルフ発見はっけんしたのでヒットルフの金属きんぞくリンとばれることもある。

あかリン比重ひじゅうが2.05~2.34。むらさきリンを主成分しゅせいぶんとするはくリンとのこん合体がったいで、融点ゆうてん590 °C、発火はっかてん260 °Cの赤褐色せきかっしょく粉末ふんまつである。二硫化炭素にりゅうかたんそ不溶ふようマッチ材料ざいりょう使つかわれる。密閉みっぺいした容器ようきはくリンをやく250 °Cで加熱かねつするとられる。

べにリン比重ひじゅうが1.88の深紅しんくしょく粉末ふんまつである。微細びさい粒子りゅうしからなるあかリンとかんがえられている。

リン(P2、P≡P)は、リン同士どうし三重みえ結合けつごうして原子げんし分子ぶんしになったものである。

結晶けっしょう構造こうぞう

同素体どうそたいではないもの

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リン同素体どうそたいとされていたが、実際じっさいには不純物ふじゅんぶつあかリンなど)をふく粗製そせいしろリンであり同素体どうそたいではない。リン鉱石こうせきリン酸カルシウムりんさんかるしうむ)をケイすなコークスとともに混合こんごうきょうねっしてられるあわ黄色きいろろうじょう固体こたいである。黄色おうしょくはくリンの表面ひょうめん微量びりょうあかリンのまくおおわれたもので、融点ゆうてん沸点ふってんなどの物理ぶつりてき性質せいしつはくリンにじゅんじる。19世紀せいきにマッチの材料ざいりょうとして使用しようされたが、自然しぜん発火はっか事故じこ健康けんこう被害ひがいはくリンあご)により20世紀せいき初頭しょとう使用しよう禁止きんしされた。あかリンの乾留かんりゅうでもられる。

反応はんのう

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燃焼ねんしょうするとじゅう酸化さんかよんリン酸化さんかリン)が生成せいせいする。

 

はくリンはつよ塩基えんき水溶液すいようえき反応はんのうするとホスフィン生成せいせいする。

 [7]

1669ねんヘニッヒ・ブラントが、錬金術れんきんじゅつ実験じっけんとしてバケツ60はい尿にょう蒸発じょうはつさせていたところ、尿にょう残留ざんりゅうぶつからリンを発見はっけんした[8]

2023ねん日米にちべいおう研究けんきゅうしゃチームは、土星どせい衛星えいせいエンケラドゥスうみに、こう濃度のうどのリンがふくまれていることを発表はっぴょうした[9]

生化学せいかがく

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DNAなどの核酸かくさんにおけるホスホジエステル結合けつごう

生体せいたいないでは、遺伝いでん情報じょうほうようであるDNARNAのポリリンさんエステルくさりとして存在そんざいするほか、生体せいたいエネルギー代謝たいしゃかせないATP細胞さいぼうまく主要しゅよう構成こうせい要素ようそであるリン脂質ししつなど、重要じゅうようはたらきをにな化合かごうぶつちゅう存在そんざいしている。また、脊椎動物せきついどうぶつではリン酸カルシウムりんさんかるしうむ骨格こっかく主要しゅよう構成こうせい要素ようそとしての役割やくわりつ。このため、あらゆる生物せいぶつにとっての必須ひっす元素げんそであり、地球ちきゅうじょうにおけるリンの存在そんざいりょうが、地球ちきゅう生態せいたいけいバイオマス限界げんかいりょう決定けっていするとわれている。農業のうぎょうにおいてはリンさんが、カリウム窒素ちっそなどとともに肥料ひりょう主要しゅよう成分せいぶんである。

リンの原子げんし地上ちじょうあらわれるおもな循環じゅんかんシステムは、植物しょくぶつ起点きてんとしてかんがえた場合ばあい

  1. 植物しょくぶつ枯死こしするか、その植物しょくぶつべた動物どうぶつ
  2. 微生物びせいぶつ分解ぶんかいされ土壌どじょうもど
  3. ふたた植物しょくぶつからげられる

となる[10]。この循環じゅんかん短期間たんきかん一巡いちじゅんする場合ばあいもあるが、10ねん単位たんい時間じかんようする場合ばあいもある。あめふうによってループからはずれ、うみ流出りゅうしゅつしてしまうリンもあり、そうしたリンが海底かいてい堆積たいせきしてできるのがリンはいせきである。 海底かいてい生成せいせいされたリンはいせきプレートテクトニクスはこばれて地表ちひょうあらわれるまでには100まんねん以上いじょう年月としつきがかかる[10]

海洋かいようにおいてはあさ地域ちいきおおく、元素げんそなかでは偏在へんざいせいつよい。メキシコ、コンゴ、南米なんべい付近ふきん海底かいていにはだい規模きぼなリンの鉱床こうしょうがある[11]

摂取せっしゅ

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おおくの食品しょくひんにはリンがふくまれ、その存在そんざい形態けいたいには無機むきリンと有機ゆうきリンがある。無機むきリンのれいとしてはリンさんがあり、牛乳ぎゅうにゅう比較的ひかくてきおおふくまれる。加工かこう食品しょくひんによっては無機むきリンがpH調整ちょうせいざいとして添加てんかされることもある。有機ゆうきリンはタンパク質たんぱくしつとう脂質ししつリンさんとが結合けつごうしている。にくではそのおおくが有機ゆうきリンであり、たとえば、キナーゼによりリン酸化さんかされたタンパク質たんぱくしつであったり、ホスファチジルコリンなどのリン脂質ししつとして存在そんざいしている。一方いっぽう穀類こくるい豆類まめるいなどではリンはとう結合けつごうしていることがおおく、れいとしてはフィチンさんげることができる[12]

体内たいないでの存在そんざい

ほね一番いちばんおおヒドロキシアパタイトとして存在そんざいする。血液けつえきちゅうでは7わり有機ゆうきリンとして存在そんざいしている[12]

摂取せっしゅ基準きじゅん
リンの食事しょくじ摂取せっしゅ基準きじゅん(2015ねん[13]
年齢ねんれい 男性だんせい目安めやすりょう 女性じょせい目安めやすりょう
18さい以上いじょう 1000 mg 800 mg

資源しげんとしてのリンの原料げんりょうおもリン鉱石こうせきである。

用途ようととしては、化学かがく肥料ひりょう原料げんりょうとして使つかわれるものがもっともおおきい。近年きんねんでは、リンさん石灰せっかい生産せいさんんでいるのにくわえ、従来じゅうらいじゅうリンさん石灰せっかい生産せいさんりょう減少げんしょうし、わりにリンさんアンモニウム肥料ひりょうがその重要じゅうようせいしている。リンさん金属きんぞく表面ひょうめん加工かこう工業こうぎょうよう触媒しょくばいもちいられるほか、食品しょくひん添加てんかぶつとしてコーラなどにも少量しょうりょう添加てんかされている。

代表だいひょうてきなリンさん関連かんれん化合かごうぶつ用途ようとについては、農薬のうやく殺虫さっちゅうざいとしての利用りようおおく、化学かがく兵器へいきとして研究けんきゅうされるほど強力きょうりょく毒性どくせいった製品せいひん開発かいはつされたが、そのおおくは使用しよう中止ちゅうしされている。現在げんざいリンさんエステルけい殺虫さっちゅうざい主力しゅりょくになっている。

おなじくリンさん化合かごうぶつであるリンさんナトリウム水溶液すいようえきつよ塩基えんきせいしめすため、単独たんどく金属きんぞく洗浄せんじょうざいとして使つかわれるほか、つぎ塩素えんそさん混合こんごうすることで強力きょうりょく洗剤せんざいとなるため、さんリンさんナトリウム洗剤せんざいとしてひろ利用りようされていたが、排水はいすいこう濃度のうどのリンがふくまれるために微生物びせいぶつ異常いじょう繁殖はんしょく原因げんいんとなり、赤潮あかしおなどの公害こうがいこした。それゆえ、環境かんきょうへの配慮はいりょから日本にっぽん国内こくないでの使用しようはほとんどなくなってきている。リンさん水素すいそカルシウム研磨けんまざいとして歯磨はみがきなどにふくまれ、フッ素ふっそふく歯磨はみがきにはリン酸カルシウムりんさんかるしうむなど、口腔こうくう衛生えいせいかかわる場面ばめんでもリンさん化合かごうぶつ数多かずおお配合はいごうされている。

そのほかにも、コーンフレークベーキングパウダー飼料しりょうにもリンさん化合かごうぶつふくまれるほか、ハムチーズなどの製造せいぞうにも使用しようされている。燃料ねんりょう不凍液ふとうえきにリンさん化合かごうぶつくわえられたり、繊維せんい製品せいひんなんもえ加工かこうにも利用りようされたりしている。製紙せいし工業こうぎょうではしょうあわざいとして、かく燃料ねんりょうさい処理しょりではウランプルトニウム抽出ちゅうしゅつさい溶剤ようざいとしてなど、多様たようなリンさん化合かごうぶつ開発かいはつされ、さまざまな場面ばめん利用りようがある。

一般いっぱんてき工業こうぎょうよう材料ざいりょうとして使用しようされるものは、無機むき被覆ひふくまたは樹脂じゅし被覆ひふく処理しょりおこなった被覆ひふくリンとして流通りゅうつうしている。被覆ひふくされることによって有毒ゆうどくホスフィン発生はっせい抑制よくせいして自然しぜん発火はっかきないようにすることであつかいを容易よういにしている。販売はんばいされている被覆ひふくリンは保存ほぞん特別とくべつ設備せつび必要ひつようとせず、常温じょうおん空気くうきちゅう保存ほぞんすることができる。

潤滑じゅんかつ用途ようとではさまざまな種類しゅるいのリンけい添加てんかざい使用しようされており、とくたい摩耗まもうせいごくあつせいすぐれたものがおお存在そんざいする。ジチオリンさん亜鉛あえんなどは磨耗まもう防止ぼうし酸化さんか防止ぼうし腐食ふしょく防止ぼうしといった機能きのう機能きのう添加てんかざいであるためむかしから潤滑油じゅんかつゆ用途ようと多用たようされ、現在げんざいでも一般いっぱんてき4ストロークようエンジンオイルのほとんどに添加てんかされている。

煙幕えんまくとしてはくリンだんあかリン発煙はつえんだん使つかわれている。

リンは細胞さいぼう不可欠ふかけつ構成こうせい要素ようそであるため、環境かんきょうなか過剰かじょう存在そんざいすると微生物びせいぶつ大量たいりょう増殖ぞうしょくみちびいてしまう。赤潮あかしおなどの公害こうがい多発たはつした1960年代ねんだい以降いこう合成ごうせい洗剤せんざい洗浄せんじょうすけざいとしての使用しよう禁止きんしされるなどの対策たいさくこうじられ、その閉鎖へいさせい水域すいいき中心ちゅうしんに、環境かんきょう基準きじゅん項目こうもくとして定番ていばんとなっている。

ガソリンエンジンのはいガスを浄化じょうかするさんげん触媒しょくばいはエンジンオイルにふくまれるリンによってどくする。そのためILSACなどのエンジンオイル規格きかくにおいてリンの含有がんゆうりょう規制きせい存在そんざいする。ただしリンは磨耗まもう防止ぼうしなどさまざまな機能きのうになっている重要じゅうよう要素ようそであり、現状げんじょうでは潤滑じゅんかつ性能せいのう維持いじする観点かんてんから最低さいてい含有がんゆうりょう同時どうじ設定せっていされている。

はくリン(リン)への習慣しゅうかんてき曝露ばくろによりリン中毒ちゅうどくせい顎骨がっこつ壊死えししょうじ、これは1880年代ねんだいから1910年代ねんだいにかけてマッチ工場こうじょう労働ろうどうしゃ職業病しょくぎょうびょうであった。1906ねんのベルヌ条約じょうやくによりマッチへのはくリンの使用しようきんじるみがはじまり、日本にっぽんでは1921ねん黄燐おうりんりんすん製造せいぞう禁止きんしほうとそれをいで戦後せんご制定せいていされた労働ろうどう安全あんぜん衛生えいせいほう毒物どくぶつおよげきぶつ取締とりしまりほうによりリンマッチの製造せいぞう使用しよう譲渡じょうととう禁止きんしされている。

リンの化合かごうぶつ

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リンのオキソさん

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リンのオキソさん慣用かんようめいつ。つぎにそれらをげる。

 
リンのオキソおよびホスフィンの命名めいめいほう互変異性いせいたい関係かんけいにあるものはりょう矢印やじるししめした
オキソさん名称めいしょう 化学かがくしき
(酸化さんかすう)
オキソさんしお名称めいしょう 備考びこう
ホスフィンさん
(phosphinic acid)
HPH2O2
(+I)
ホスフィンさんしお
( - phosphinate)
水素すいそ原子げんしのうち2がリンに直接ちょくせつ結合けつごうしているため、リンの原子げんしは5
ホスホンさん
(phosphonic acid)
H2PHO3
(+III)
ホスホンさんしお
( - phosphonate)
リンさんの互変異性いせいたい水素すいそ原子げんしのうち1個いっこがリンに直接ちょくせつ結合けつごうしているため、リンの原子げんしは5
リンさん
(phosphorous acid)
H3PO3
(+III)
リンさんしお
( - phosphite)
くわしくはリンさんさん酸化さんかリン参照さんしょう
リンさん
(phosphoric acid)
H3PO4
(+V)
リンさんしお
( - phosphate)
くわしくはリンさん酸化さんかリン参照さんしょう
ペルオキソいちリンさん
(peroxomonophosphoric acid)
H3PO5
(+V)
ペルオキソいちリンさんしお
( - peroxomonophosphorate)
水溶液すいようえきとしてのみられ、つよ酸化さんかりょくがある。

※オキソさんしお名称めいしょうの '-' にはカチオンしゅ名称めいしょうはいる。

同位どういたい

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参考さんこう文献ぶんけん

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ダン・イーガン『肥料ひりょう争奪そうだつせん時代じだい希少きしょう資源しげんリンの枯渇こかつおびえる世界せかい』(はら書房しょぼう、2023ねん

出典しゅってん

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  1. ^ Phosphorus: diphosphorus tetrahydride
  2. ^ Ellis, Bobby D.; MacDonald, Charles L. B. (2006). “Phosphorus(I) Iodide: A Versatile Metathesis Reagent for the Synthesis of Low Oxidation State Phosphorus Compounds”. Inorganic Chemistry 45 (17): 6864. doi:10.1021/ic060186o. PMID 16903744. 
  3. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds (PDF) (2004ねん3がつ24にち時点じてんアーカイブ), in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition, CRC press.
  4. ^ The Free Dictionary
  5. ^ https://www.ielement.org/p.html
  6. ^ PHOSPHORUS (YELLOW) 国際こくさい化学かがく物質ぶっしつ安全あんぜんせいカード
  7. ^ アメリカ有害ゆうがい物質ぶっしつ疾病しっぺい登録とうろくきょく英語えいごばん (ATSDR) が 1997ねん作成さくせいしたTOXICOLOGICAL PROFILE FOR WHITE PHOSPHORUSによる。
  8. ^ 桜井さくらいひろし元素げんそ111のしん知識ちしき講談社こうだんしゃブルーバックス〉、1998ねん、94ぺーじISBN 4-06-257192-7 
  9. ^ 土星どせい衛星えいせいうみ生命せいめい必須ひっす元素げんそ こう濃度のうどのリン発見はっけん”. 産経新聞さんけいしんぶん (2023ねん6がつ15にち). 2023ねん6がつ15にち閲覧えつらん
  10. ^ a b ルース・ドフリース ちょ小川おがわ敏子としこ わけ食糧しょくりょう人類じんるい飢餓きが克服こくふくしただい増産ぞうさん文明ぶんめい日本経済新聞にほんけいざいしんぶん出版しゅっぱんしゃ、2016ねん、90–95ぺーじISBN 978-4532169817 
  11. ^ 臼井うすいあきら海底かいてい鉱物こうぶつ資源しげん利用りようレアメタルの探査たんさ開発かいはつム社むしゃ、2010ねん、53ぺーじISBN 978-4274502873 
  12. ^ a b Sareen S. Gropper, Jack L. Smith, James L. Groff. Advanced Nutrition and Human Metabolism (4th edition ed.). WADSWORTH. p. 443,444. ISBN 978-0-495-11657-8 
  13. ^ リンのはたらきと1にち摂取せっしゅりょう”. 健康けんこう長寿ちょうじゅネット. 公益こうえき財団ざいだん法人ほうじん 長寿ちょうじゅ科学かがく振興しんこう財団ざいだん (2019ねん8がつ9にち). 2020ねん4がつ17にち閲覧えつらん

関連かんれん項目こうもく

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外部がいぶリンク

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