1.磷元素的基本信息
磷元素符號是P。原子序數是15,位於元素周期表中第三周期,第ⅤA族。相對原子質量為30.97,單質磷有幾種同素異形體。其中,白磷(黃磷)是無色或淡黃色的透明結晶固體。其密度1.82,熔點44.1℃,沸點280℃,著火點是40℃。放於暗處有磷光發出,有惡臭,劇毒。白磷幾乎不溶於水,易溶解在二硫化碳溶劑中。在高壓下加熱會變為黑磷,其密度2.70,略顯金屬性,不溶於普通溶劑中。白磷經放置或在400℃密閉加熱數小時可轉化為紅磷。紅磷是紅棕色粉末,無毒,密度2.34,熔點725℃,沸點200℃,著火點240℃。在化學史上第一個發現磷元素的人,是17世紀的一個德國漢堡商人布朗特(Henning·Brand)。他是一個相信煉金術的人,由於他曾聽傳說從尿裏可以製得“金屬之王”黃金,於是抱著圖謀發財的目的,便用尿做了大量實驗。1669年,他在一次實驗中,將砂、木炭、石灰等和尿混合,加熱蒸餾,雖沒有得到黃金,卻意外地得到一種十分美麗的物質,它色白質軟,能在黑暗的地方放出閃爍的亮光,於是布朗特給它取了個名字,叫“冷光”,這就是今日稱之為白磷的物質。磷的名稱來源於希臘文phosphorous,意思為“光的攜帶者”。在自然界中,磷以磷酸鹽的形式存在,是生命體的重要元素。存在於細胞、蛋白質、骨骼和牙齒中。在含磷化合物中,磷原子通過氧原子而和別的原子或基團相聯結。
2.磷元素在人體內的分布情況
磷在生物圈內的分布很廣泛,地殼含量豐富列前10位,在海水中濃度屬第二類。廣泛存在於動、植物組織中,也是人體含量較多的元素之一,稍次於鈣排列為第六位。約占人體重的1%,成人體內含有600~900克的磷。體內磷的85.7%集中於骨和牙,其餘散在分布於全身各組織及體液中,其中一半存在於肌肉組織。它不但構成人體成分,且參與生命活動中非常重要的代謝過程,是機體很重要的一種元素。磷的吸收部位在小腸,其中以十二指腸及空腸部位吸收最快,回腸較差。磷的吸收分為通過載體需能的主動吸收和擴散被動吸收兩種機製。磷的代謝過程與鈣相似,體內的磷平衡取決於體內和體外環境之間磷的交換。磷的主要排泄途徑是腎髒。未經腸道吸收的磷從糞便排出,這部分平均約占機體每日攝磷量的30%,其餘70%經由腎以可溶性磷酸鹽形式排出,少量也可由汗液排出。
3.磷元素對人體健康的作用
磷和鈣都是骨骼和牙齒的重要構成材料,是促成骨骼和牙齒的鈣化不可缺少的營養素。有些嬰兒因為缺少鈣和磷,常發生軟骨病或佝僂病。骨骼和牙齒的主要成分叫做磷灰石,它就是由磷和鈣組成的。人到成年時,雖然骨骼已經停止生長,但其中的鈣與磷仍在不斷更新,每年約更新20%。也就是說,每隔5年就更新一遍。可是牙齒一旦長出後,便會失去自行修複的能力。磷是組成遺傳物質核酸的基本成分之一,而核苷酸是生命中傳遞信息和調控細胞代謝的重要物質——核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的基本組成單位。參與體內的酸堿平衡的調節,參與體內能量的代謝。人體中許多酶也都含有磷。糖類、脂肪、蛋白質這3種含熱能的營養素在氧化時會釋放出熱能,但這種能量並不是一下子釋放出來的,這其中磷在貯存與轉移能量的過程中扮演著重要角色,保持體內ATP代謝的平衡。
磷廣泛存在於動、植物組織中,並與蛋白質或脂肪結合成核蛋白、磷蛋白和磷脂等,也有少量其他有機磷和無機磷化合物。除植酸形式的磷不能被機體充分吸收和利用外,其他大都能為機體利用。穀類種子中主要是植酸形式的磷,利用率很低,但當用酵母發麵時,或預先將穀粒浸泡於熱水中,則可大大降低植酸磷的含量,從而提高其吸收率。若長期食用大量穀類食品,可形成對植酸的適應力,植酸磷的吸收率也可有不同程度的提高;磷的吸收,也需要維生素D。維生素D缺乏,常使血清無機磷酸鹽下降,所以佝僂病患者血鈣濃度往往正常,而血清無機磷含量較低。