¿Qué es el fósforo?

El fósforo es el elemento químico número 15 dentro de la tabla periódica, donde se encuentra en el grupo 15, período 3 y bloque p. Este elemento lleva el símbolo P porque su nombre proviene del griego Phosphorus, formado por los vocablos phos (φώς), que traduce “luz” y phoros (φόρος), que traduce “portador”; y que hacía referencia al planeta Venus en la antigua Grecia. El fósforo es un no metal multivalente que tiene una masa atómica de 30,9737620u y su configuración electrónica es [Ne]3s23p3 (2 electrones en el primer nivel, 8 en el segundo y 5 en el último). Junto con otros elementos como el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno, el fósforo es un elemento de vital importancia que tiene un ciclo biogeoquímico en el planeta, transmitiéndose en sus diversas formas (como fosfatos y fosfenos) entre la atmósfera, la geósfera, y la biósfera, donde es aprovechado por los seres vivos para varios de sus procesos biológicos, como la formación de huesos, dientes y membranas celulares.

Como propiedades atómicas, el fósforo tiene un radio medio de 100pm, una electronegatividad de 2,19 en la escala de Pauling, un radio atómico de 98pm (radio de Bohr), un radio de van der Waals de 180pm, un radio covalente de 106pm y estados de oxidación 3, 4 y 5. Como propiedades físicas, el fósforo se encuentra en estado sólido bajo condiciones ambientales ordinarias, tiene una densidad de 1823 kg/m3, un punto de fusión de 44°C, un punto de ebullición de 277°C, una entalpía de vaporización de 12,129 kJ/mol, una entalpía de fusión de 0,657 kJ/mol y una presión de vapor de 20,8 Pa a 294K. Su estructura cristalina es monoclínica, tiene un calor específico de 769 J/(K.kg), una conductividad eléctrica de 10-9 S/m y una conductividad térmica de 0,235 W/(K.m). De sus veintitrés isótopos, el único estable es el 31P, por lo cual se le considera como un elemento monoisotópico. Entretanto, los radioisótopos más estables del fósforo son el 33P y el 32P, con períodos de desintegración de 25,34 y 14,26 días, respectivamente. Todos los otros radioisótopos tienen periodos de semidesintegración menores a los 2,5 minutos y, en la mayoría de los casos, menores a un segundo.

El fósforo se fabricó por primera vez en 1669 por Hennig Brandt, en Hamburgo, cuando este calentó los residuos de orina hasta que estuvieron al rojo vivo. Este producto lo destilo y más tarde lo condensó con agua. Pensando que había descubierto la piedra filosofal, Brandt guardó este descubrimiento para sí durante algunos años hasta que ya no tuvo dinero. Fue ahí cuando le vendió el fósforo a Daniel Kraft, quien lo mostró en varias ciudades de Europa, incluida Londres. Aquí la exhibición fue apreciada por Robert Boyle, quien descubrió cómo producir fósforo y realizó varias investigaciones sobre él. Más tarde, su asistente, Ambrose Godfrey, abrió un negocio de fósforos y se volvió rico. Con el paso del tiempo, se descubrió que el fósforo se podía encontrar en los huesos en forma de fosfato de calcio, por lo cual los precios bajaron y el mercado se estabilizó en el siglo XIX.

El fósforo se puede encontrar en dos formas, principalmente: el fósforo blanco, un sólido venenoso que brilla, puede inflamarse espontáneamente en el aire y puede causar quemaduras graves al entrar en contacto con la piel; y el fósforo rojo, un sólido sin forma que no es tóxico. Este elemento no se puede encontrar en su forma pura dentro de la naturaleza, sino en forma de distintos minerales, como la roca de fosfato. Los tres mayores productores de fósforo del mundo son China, México y Marruecos; mientras que las mayores fuentes de este elemento se pueden encontrar en Marruecos, China y Estados Unidos.

El fósforo blanco, por la facilidad con la que combustiona, se usa para la fabricación de dispositivos incendiarios, fuegos pirotécnicos y bengalas; mientras que el fósforo rojo se usa en las cajas de cerillas para encenderlas. Los compuestos del fósforo se emplean para producir fertilizantes, porcelana y vidrios especiales. Además de estos usos, el fósforo desempeña un papel fundamental dentro de la biología, pues constituye el esqueleto del ARN y el ADN. También desempeña un papel esencial en la transmisión de energía de las células durante el ATP y se encuentra presente en otras moléculas del organismo. Se sabe que nuestros cuerpos poseen al menos 750 gramos de fósforo, concentrados principalmente en el fosfato de calcio de nuestros dientes y huesos. Es por ello que al día consumimos cerca de 1 gramo de fosfato.