Pi
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概述
Pi（phosphorus）是人体必需常量元素之一。Pi与钙结合构成骨骼和牙齿；参与物质代谢，维持机体的酸碱平衡。正常饮食可获得足够的Pi。
Pi的特性
总体特性原子属性物理属性其他性质稳定的同位素在没有特别注明的情况下使用的是
国际标准基准单位单位和标准气温和气压| 名称, 符号, 序号 | Pi、P、15 |
| 系列 | 非金属 |
| 族, 周期, 元素分区 | 15族（VA）, 3, p |
| 密度、硬度 | 白Pi： 1823 kg/m3，NA
红Pi： 2340 kg/m3，NA 黑Pi： 2670 kg/m3，NA |
| 颜色和外表 | 无色 / 红色 / 银白色 |
| 地壳含量 | 0.09 % |
| 原子量 | 30.973762（2）原子量单位 |
| 原子半径 （计算值） | 100（98）pm |
| 共价半径 | 106 pm |
| 范德华半径 | 180 pm |
| 价电子排布 | [氖]3s23p3 |
| 电子在每能级的排布 | 2，8，5 |
| 氧化价（氧化物） | ±3，5，4（弱酸性） |
| 晶体结构 | 单斜晶体 |
| 物质状态 | 固态 |
| 熔点 | 317.3 K（44.2 °C） |
| 沸点 | 550 K （277 °C） |
| 摩尔体积 | 17.02×10-6m3/mol |
| 汽化热 | 12.129 kJ/mol |
| 熔化热 | 0.657 kJ/mol |
| 蒸气压 | 20.8 帕（294K） |
| 声速 | 无数据 |
| 电负性 | 2.19（鲍林标度） |
| 比热 | 1040 J/（kg·K） |
| 电导率 | 1.0×10-9/（米欧姆） |
| 热导率 | 0.235 W/（m·K） |
| 第一电离能 | 1011.8 kJ/mol |
| 第二电离能 | 1907 kJ/mol |
| 第三电离能 | 2914.1 kJ/mol |
| 第四电离能 | 4963.6 kJ/mol |
| 第五电离能 | 6273.9 kJ/mol |
性状
Pi的是一种易起化学反应的、有毒的氮族非金属元素。它的化学反应活性和毒性取决于形态不同而有所区别。
单质Pi的同素异形体
黑Pi（金属Pi） 化学结构类似石墨，因此可导电。 化学式一般写为P。 深黑色粉末 白Pi（黄Pi） 化学式：P4 淡黄蜡似半透明可结晶的固体，于黑暗中能发光。有特臭，剧毒。比重1.83，熔点44.4，沸点287度。 红Pi（赤Pi） 化学结构为巨型共价分子。 化学式一般写为P。 鲜红色粉末，无毒，比重2.296，熔点725度，是黄Pi于压力下惰气中加热8-10日而成 紫Pi 化学结构为层状，但与黑Pi不同。 化学式一般写为P。
Pi元素的发现
在化学史上第一个发现Pi元素的人，当推十七世纪的一个德国汉堡商人波兰特（Henning·Brand，约1630年~约1710年）。他是一个相信炼金术的人，由于他曾听传说从尿里可以制得“金属之王”黄金，于是抱着图谋发财的目的，便用尿作了大量实验。1669年，他在一次实验中，将砂、木炭、石灰等和尿混合，加热蒸馏，虽没有得到黄金，而竟意外地得到一种十分美丽的物质，它色白质软，能在黑暗的地方放出闪烁的亮光，于是波兰特给它取了个名字，叫“冷光”，这就是今日称之为白Pi的物质。波兰特对制Pi之法，起初极守秘密，不过，他发现这种新物质的消息立刻传遍了德国。
德国化学家孔克尔曾用尽种种方法想打听出这一秘密的制法，终于探知这种所谓发光的物质，是由尿里提取出来的，于是他也开始用尿做试验，经过苦心摸索，终于在1678年也告成功。他是把新鲜的尿蒸馏，待蒸到水分快干时，取出黑色残渣，放置在地窑里，使它腐烂，经过数日后，他将黑色残渣取出，与两倍于“尿渣”重的细砂混合。一起放置在曲颈瓶中，加热蒸馏，瓶颈则接连盛水的收容器。起初用微火加热，继用大火干馏，及至尿中的挥发性物质完全蒸发后，Pi就在收容器中凝结成为白色蜡状的固体。后来，他为介绍Pi，曾写过一本书，名叫《论奇异的Pi质及其发光丸》。
在Pi元素的发现上，英国化学家波义尔差不多与孔克尔同时，用与他相近的方法也制得了Pi。波义尔的学生汉克维茨（Codfrey·Hanckwitz）曾用这种方法在英国制得较大量的Pi，作为商品运到欧洲其他国家出售。他在1733年曾发表论文，介绍制Pi的方法，不过说得十分含糊，以后，又有人从动物骨质中发现了Pi。
Pi元素的名称由来
由于单质Pi在空气中会自燃而发光，因此在英语中，Pi来源于希腊语中的Phosphoros，原指“启明星”，意为“光亮”。而在中文里，Pi的本义是薄石。
Pi在自然界的分布
Pi在地壳中的含量为0.09%。Pi不以单质存在，通常在Pi酸盐中天然存在，尤其是Pi灰石。Pi也存在于生物体当中，是原生质的基本成分。
Pi的制备
Pi的现代制法是将Pi酸钙与砂（主要成分为二氧化硅）及焦炭一起放在电炉中加热。为使反应式易于理解，可写成两步如下：
Ca3（PO4）2+3SiO2=3CaSiO3+P2O5P2O5+5C=2P+5CO
Pi的同位素
已发现Pi的同位素共有13种，包括Pi27至Pi39，其中只有Pi31是稳定的，其他同位素都带有放射性。
Pi的含氧酸
Pi有5种比较重要的含氧酸:
名称化学式Pi的氧化数（化合价）结构式N元酸| Pi酸（正Pi酸） | H3PO4 | +５ | ３ | |
| 焦Pi酸 | H4P2O7 | +5 | OH OH
| | O = P - O - P = O | | OH OH | 4 |
| 偏Pi酸 | HPO3 | +5 | O
\ P - OH // O | 1 |
| 亚Pi酸 | H3PO3 | +3 | OH
| H - P = O | OH | 2 |
| 次Pi酸 | H3PO2 | +1 | OH
| H - P = O | H | 1 |
用途
Pi可用于安全火柴、烟花、燃烧弹和化肥，还可以保护金属表面免于腐蚀。
Pi酸的用途也十分广泛。
人体中Pi的含量
Pi占人体重的0.8%～1.1%，其中80%～90%与钙结合共存于骨骼和牙齿中，其余的以Pi脂、Pi蛋白、Pi酸盐的形式存在于细胞和血液中。正常成年人体内Pi的总含量约为400～800g；血中Pi的浓度为0.79～1.61mmol/L，儿童血Pi浓度稍高，为1.29～1.94mmol/L。
Pi是骨骼和牙齿的构成材料之一。Pi能保持人体内代谢平衡，在调节能量代谢过程中发挥重要作用。它是生命物质核苷酸的基本成分。它参与体内的酸碱平衡的调节，参与体内脂肪的代谢。
Pi的吸收与代谢
Pi在小肠内吸收，食物中多余的Pi经粪便排出，体内多余的Pi从尿中排出（普通人海天从尿中排出0.6～1克Pi）。食物中铝和铁的含量过多会妨碍Pi的吸收。
Pi的生理作用
Pi的生理作用是与钙结合，使牙齿、骨骼坚硬，参与糖的代谢，脂肪的转运，能量转化，维持细胞酸碱度的稳定。一般含钙多的食物含Pi也多。
Pi缺乏可以出现低Pi血症，引起红细胞、白细胞、血小板的异常，软骨病。Pi过多将导致高Pi血症，使血液中血钙降低导致骨质疏松。
人体对Pi的每日需要量
每日需要量，成人800毫克，孕妇或哺乳妇女1200毫克，婴儿240～360毫克，儿童800～1200毫克。
Pi中毒
Pi的用途甚广，在制造火柴、焰火、爆竹、信号弹、某些合成染料、人造Pi肥、杀虫剂、灭鼠药及医疗用药中，均应用Pi。旧式火柴头药含有黄Pi，剧毒。目前生产的日用火柴头药内无Pi，但在有些火柴盒的边药中含赤Pi40%左右。任何地方都可擦燃的硫化Pi火柴的头药内含有三硫化四Pi（P4S3）10%左右，有毒。多由于误服含Pi的灭鼠药如Pi化锌所致，偶由吞食含黄Pi的火柴头引起；若多次嚼食含Pi化物或赤Pi的火柴盒边，亦可出现中毒症状，赤Pi中一般含有0.6%～1%黄Pi。由于吸入黄Pi烟雾或Pi化氢中毒者甚少。
毒理作用
黄Pi毒性甚剧，对成人的最小致死量约为60～100mg，Pi化锌的致死量约为40mg/kg。
黄Pi进入人体后，其毒理作用为破坏细胞内酶的功能，主要造成肝、心、肾等实质脏器的损害，引起上述脏器及横纹肌等脂肪变性，外周循环衰竭，骨骼脱钙及出血等。此外，黄Pi对皮肤及黏膜均可引起强烈的灼伤和腐蚀，并可通过创面吸收中毒。
Pi化锌进入体内与胃酸作用后产生Pi化氢和氯化锌，二者对胃肠道黏膜有刺激和腐蚀作用，引起炎症、充血、溃疡和出血等。其所产生的Pi化氢还作用于细胞酶，影响细胞代谢， 使细胞发生内窒息，以致中枢神经、呼吸、心血管系统及肝、肾功能均受影响，而以中枢神经系统受害最早亦最重。
临床表现
误食含黄Pi的火柴头或其他含Pi制剂后半小时至数小时内，患者口腔、食道和胃内有烧灼样疼痛，并出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻，呕吐物及粪便有大蒜臭味，在黑暗处可见荧光。轻症可于1周内逐渐恢复。重症患者的呕吐物和粪便带血，甚至大量呕血，可于1～2d内出现昏迷、休克，导致死亡。若误服量甚大时，可以迅速发生休克而无明显的呕吐、腹痛和腹泻。部分患者可在1～3d的症状好转后出现吸收中毒的症状，再度吐、泻、腹痛，吐、泻物可为血性，肝脏肿大，黄疸，鼻出血及皮下出血，严重者发生呼吸困难、痉挛、肝、肾衰竭，谵妄，血压下降，昏迷等，可在1～3周内死亡。少数患者的食管或胃肠因腐蚀导致穿孔。
误食Pi化物（如Pi化锌等）后，除出现胃肠道症状外，较快发生肺水肿、黄疸等，同时可有神经系统症状如头晕、全身麻木、抽搐、神志模糊、昏迷以及循环系统症状如心悸、血压降低、心律缓慢及心肌损害等。
若吸人大量黄Pi烟雾或Pi化氢，患者在十几分钟内即有呼吸困难，继后发生肺水肿等症状，可于短期内死亡。
实验室检查
呕吐物及粪便中可检出Pi，在夜间或暗处可发Pi光。血液检查可有白细胞及血小板减少、血糖降低、胆固醇、胆红素、Pi、钙等增加，凝血酶原降低，出、凝血时间延长。尿量少，可出现蛋白、红细胞及管型等。
治疗
Pi中毒的治疗措施为：
口服中毒而无胃出血者在5h内均须立即用1：5000高锰酸钾溶液或0.1%硫酸铜溶液小心洗胃，直至洗出液澄清而无蒜臭味为止；若无法立即洗胃，则可内服0.5%硫酸铜溶液适量（成人4ml，小儿酌减），15min/次，共服2～3次或至发生呕吐为止（昏迷患者仍应洗胃）。必须注意所用硫酸铜溶液不可过浓、过多，洗胃液出入量应大致相等，防止发生铜中毒。亦可先灌注适量液体石蜡于胃中，再以大量清水洗胃。洗胃后连续数日给予硫酸钠或液体石蜡等泻剂，因吞服黄Pi后2～3d，粪便中仍可检出该类毒物。禁用硫酸镁，因其可与氯化锌（Pi化锌在胃内遇酸后生成物之一）起作用后生成卤碱，引起中毒。液体石蜡可使Pi溶解于其中而被泻出，且不为胃肠道吸收。勿用其他油类及含脂肪的物质如牛奶等，以防促进Pi的吸收。静脉注射适量50%葡萄糖溶液和大量维生素C以及保肝药物。严重患者可加用换血疗法。有出血现象时，根据病情选用维生素K、对羧基节胺及其他止血药物。余为输液、维持营养和对症处理。
若为吸入黄Pi烟雾或Pi化氢中毒，迅速将患者移至新鲜空气处，更换污染衣服；皮肤若被沾染，立即选用1%硫酸铜溶液、2%碳酸氢钠溶液或2%过氧化氢溶液冲洗皮肤；其他为抢救肺水肿，并按上述有关项目处理。
预防
勿让小儿玩耍火柴。灭鼠药物应作标记，晚上放在鼠洞旁，白天拿掉，以免小儿捡食误服；不用的灭鼠药须妥为收藏。教育小儿勿到用Pi化氢等熏蒸的场所玩耍。
血液中Pi的医学检查
Pi的别名
磷
正常值
儿童1.45～2.10mmol／L ;成人0.97～1.45mmol／L; ＞60岁 男0.74～1.20mmol／L 女0.90～1.32mmol／L 。
化验结果意义
增加：多发性骨髓瘤，糖尿病酮症酸中毒治疗前，乳酸性酸中毒，肾衰，甲旁减，骨折愈合期，肢端肥大症，维生素Ｄ中毒等。
减低：维生素Ｄ缺乏，高胰岛素血症，儿童侏儒症，脂痢，甲旁亢，输入大量葡萄糖后等。
化验取材
血液
化验方法
化验类别
血液检查 > 电解质及无机元素检测
相关疾病
儿童侏儒症 乳酸性酸中毒
