P, atomnr. 15, molvekt 30,973762 g, elektronkonfigurasjon: (Ne)+3s2-3p3, smeltepunkt 44,1 °C, kokepunkt 280 °C, tetthet 1,82 g/cm³ (hvitt), 2,16 (rødt), 2,34 (fiolett) og 2,69 (svart). Fosfor hører til gruppe 15 i det periodiske systemet (også benevnt 5a eller hovedgruppe V eller 5 og kjent som 'pnikogenene'), og har (1981) 9 kjente isotoper og 7 andre postulerte. Den eneste stabile og den eneste som forekommer i naturen er 31, men isotopene 32 og 33 med halveringstider på h.h.v. 14,3 og 25,3 dager kan lett lages av den førstnevnte med nøytronaktivering i reaktorer.

HISTORIE
En vakker vårdag i 1669 tråkket H. Brand, som ikke var pølsemaker, men lege og kremmer, gjennom gatene i Hamburg. Han var fornøyd, for han var på vei hjem fra markedet, og hadde ikke noe i sekken. Han hadde solgt unna idag. Det var ikke ofte det skjedde. Herr Brand, Hennig, som han var døpt, levde ikke på en stor fot. Faktisk var det såvidt han hadde til føda, til tak over hodet og klær på kroppen. Noen ganger var det knapt nok så det bar med det også. Men idag var han tidlig ferdig, og fornøyd, for Hennig Brand hadde en hobby, ja mer enn en hobby, en lidenskap var det. Sene ble ofte de kveldene da han fikk sette seg ned med hobbyen sin, og sene også morgnene etter de kveldene.

Hennig Brand stanset opp utenfor huset i utkanten av byen der han losjerte. Han snuste inn den friske, skarpe vårluften og beundret påskeliljene som sto og blomstret utenfor, spurvesangen i det grønnskimrende bjerketreet lyttet han til. Det hadde vært en hard og kald vinter, men de hadde klart seg gjennom den, han, løkene, spurvene, treet. Snøen hadde smeltet, Sola hadde begynt å varme, livet hadde begynt å spire igjen og alt begynte pånytt slik det hadde gjort i kretsløp etter kretsløp år for år siden Herren skapte Jorda og det som levde på den en gang for drøye seks tusen år siden en gang, han visste ikke nøyaktig.

Hennig Brand følte at også han sto overfor en forvandling, slik all naturen gjorde omkring ham nå. Han visste at han snart ville komme fri fra det miserable livet han levde og få en tilværelse som var mer sømmelig for en rettskaffen mann som han selv. Han ville gjennomføre forvandlingen. Han visste at han snart ville klare det. Kanskje alt idag! Han visste jo hvordan det skulle gjøres. Det var bare spørsmål om å få det til. Han tok et drag til av den vårfriske luften før han gikk inn. Det luktet ikke så godt innenfor. Så smelte døren igjen bak Hennig Brand.

På markedsplassen i Aleppo er alles blikk rettet mot den store Jamal, Forvandlingens mester. Han har forsamlingen helt i sin makt. De følger hver eneste bevegelse han gjør med øynene og gisper i måpende ærefrykt når han forvandler halsduker til duer og drysser stjernegnistrende pulvere mens kaniner hopper ut av turbaner. Som siste nummer viser han fram en liten gutt, den store Jamals yngste sønn. Med en ny håndfull pulver innhylles ynglingen i en sky av grå røyk. Og når skyen blåser vekk, vralter en padde fram. Forsamlingen applauderer stormende.

På himmelem og under den forvandles ting bestandig fra nye til gamle. Et sted blir alltid unge piker til mødre, mødrene blir til gamle koner og mødrenes døtre blir til unge piker. Brød svulmer i ovner. Bløt leire blir hard som stein. I myrer brennes grumsete malm til skinnende jern. Ilden brenner store byer til aske og nye byer vokser på den. Nye år blir til gamle. Vår blir til sommer som blir til høst.

Hennig Brand vet mye om kjemi. Han vet at alle ting han ser rundt seg i verden er satt sammen av noen få grunnstoffer: jord, vann, luft og ild. Han vet også at det er en egenskap ved noen av de tingene som er av jord at de er metalliske, det vil si at de inneholder det metalliske prinsipp, altså kvikksølv. Han vet at tinn lett kan gjøre kobber til bronse og at sølv kan gjøre gull til elektrum. De andre forvandlingene er vanskeligere, men han vet at de kan gjøres, fordi han vet ikke noe som tilsier at de ikke kan gjøres. Han vet at gull er det edleste av alle metaller og derfor det som er nærmest Gud. Hvis de mer profane metallene skal gjøres om til gull må de derfor gjennomgå en renselse. Og svovelet, gult som gullet, er opplagt det beste rensemiddelet.

Utenfor vinduene faller bladene. Hennig Brand har hele sommeren arbeidet intenst med gullmakeriet. Det er blitt en besettelse, en mani. Hans hustru Margaretha rister på hodet av ham. Alt han har til overs går til kvikksølv og svovel og andre ingredienser som han håper å purifiere til det høyeste og edleste, det guddommelige. Men disse ingrediensene er dyre, og denne dunkle høstkvelden har han hatt dårlige dager på markedet. Han har ikke råd til de dyre ingrediensene.

Men noen av de billige har også lovende egenskaper. Den væsken han holder på med nå, for eksempel, en av de aller billigste, har en gul farge, akkurat som svovelet. Den ellers ytterst tålmodige Margaretha er slett ikke fornøyd med ham, for arbeidet har holdt ham flere dager borte fra markedet, og atmosfæren i hjemmet er hinsides enhver folkeskikk, for å si det mildt. Han hadde den først stående, 50-60 bøttefuller av den, i 14-15 dager, til stanken sto sånn rundt den at fluene krydde rundt den og masser av ekle, hvite ormer kveilet seg i den. Så hadde han helt den over i en kjele og kokt den inn over sterk varme, samfulle tre dager til ende, en prosess som ikke hjalp det spor på trivselen i huset. På slutten av de tre dagene var den blitt ganske tykk, som en pasta, og han tilsatte et par tre liter vann og kokte det sammen i et kvarters tid. Så helte han det over i et ullklede og presset så mye væske han kunne ut av det. Denne væsken tok han og kokte i noen timer til det ikke var annet igjen enn et saltaktig krystallinsk stoff. Til dette satte han omtrent den doble mengden av caput mortuum (et jernoksyd laget ved å brenne jernsulfat med kalk), blandet godt og deretter tilstrekkelig ren alkohol til at den sto to-tre fingre over massen. I ett døgn lot han det stå før han dampet alkoholen av over svak varme. Og da var det igjen det han sto med nå. Et rødlig salt.

Han legger saltet i en retorte (destillasjonsflaske) og fyrer opp under den, først svakt, så øker han varmen gradvis de neste fire timene til det er så varmt han klarer å få det etter 4 timer. Det begynner å skje merkelige ting i kjølerøret som stikker ned fra destillasjonsflasken, et spøkelsesaktig lys brer seg i røret, av og til kommer det flammeaktige blink og det hveser i røret som om det satt en djevel i det. Brand er forferdet, er det Djevelen selv som er kommet for å hente ham på grunn av forsømmelsene hans og gullbegjæret? Men han fortsetter fascinert å legge kull på varmen, han vil vite hva som skjer nå, og han holder på med det i time etter time natten igjennom mens Margaretha vrir seg i sengen og ut i morgentimene mens en ny arbeidsdag kommer og går. Til slutt slutter det å blinke og hvese i røret og Brand setter seg utmattet ned og lar varmen gå ut under retorten.

I kjølerøret er det et belegg som lyser i mørket. Han begynner å skrape i det og merker at det er bløtt, omtrent som voks. Han skraper det ut og studerer det for å finne ut hva det er, men det likner ikke noe han har hørt om fra før. Han inviterer noen bekjente han har som deler hobbyen hans og demonstrerer oppdagelsen for dem. De omtaler det i begynnelsen litt som lucifer, som betyr lysbærer på latin, et språk de alle radbrekker så noenlunde, men beskjemmet går de etterhvert over til phosphoros, som betyr det samme på gresk, en vanlig betegnelse å bruke om ting som lyser i mørket. Men dette fosforet skinte mye bedre enn de andre og klarte til slutt nesten å overta betegnelsen helt. Det hadde også flere andre merkelige egenskaper og vakte stor oppsikt i samtiden, slik at det i årenes løp ble en brukbar inntektskilde for Brand, til Margarethas stolthet og glede, selv om det var flere som klarte å lure fra ham hemmeligheten.

Det var mye hemmelighetskremmeri rundt fosfor i begynnelsen, og oppskriften var på nippet til å gå tapt da Ambrose Godfrey Hanckwitz, som hadde tjent seg rik på fosforproduksjon, lå på det siste i London på 1730-tallet. Men hofflegen J.H.Hampe klarte å lokke ut hemmeligheten av ham og i 1743 fant den tyske kjemikeren Andreas Sigismund Marggraf en effektivere prosess, som han straks publiserte. Han klarte også å lage fosfor av en rekke andre animalske og vegetabilske substanser. De svenske kjemikerne Carl Wilhelm Scheele og Johann Gottlieb Gahn fant fosfor i bein i 1769 og senere i hjortehorn. I 1780 oppdaget Gahn fosfat i et blymineral, trolig pyromorfitt, Pb₅(PO₄)₃Cl, og beviste at fosfor også fantes i mineralriket. Antoine Lavoisier innlemmet fosfor blant grunnstoffene i 1789. Fosfor ble også innblandet i den berømte flogistonstriden (se oksygen) da Lavoisier brukte det til å demonstrere sin forbrenningsteori (som mer tilsvarer den moderne) med fosforoksydering.

Allerede de første mystikerne som eksperimenterte med fosfor la merke til at det kunne bli ødelagt av lyset, selv uten innvirkning av luft. Noen trodde at den røde substansen som ble dannet var et oksyd eller liknende, men den svenske kjemikeren Jöns Jakob Berzelius betraktet det som modifisert fosfor. Den østerrikske kjemikeren Anton von Schrötter viste at hvitt fosfor ble omdannet til rødt uten at det forandret vekt.

Phosphoros er sammensatt av phos 'lys' og verbet pherein 'bære'. I likhet med det latinske Lucifer, har det vært brukt som navn til morgenstjernen Venus. Phos kommer av indoeuropeisk bha-u- 'skinnende(?)' etter bha- 'stråle, lyse, skinne' og er stammen til de norske ordene bær, bone, bøye (flytemerke) og båke, båkn, og med det engelske beacon. Det greske ordet phos går igjen i foton, fotografi og alle de andre fremmedordene på foto. Pherein kommer av indoeuropeisk bher- 'bringe, bære, heve' som er stammen til de norske ordene bære, båre, byrde, byrd, bør (også vind), burde, barm, barn, bror, brud, berg, borg og endelsen -bar, og med de latinske ferre 'bære', frater 'bror' og fortis 'kraftig'. Av ferre kommer fertilis 'fruktbar' og vårt fertil, og fors 'tilfelle', derav fortuna 'lykke,' som også vi bruker. Av frater kommer f.eks. vårt fraternisere. Av fortis kommer f.eks. ordene forte og fort.

GEOLOGI
Fosfor er et vidt utbredt grunnstoff. Det utgjør 0,09 vekts-% av den øvre, faste jordskorpen, og er nr. 12 på statistikken over grunnstoffene der. Sjøvann inneholder opptil ca. 0,000012 % fosfor, mest som løst fosfat, men også mye organisk fosfat, og ligger på 19.-plass på statistikken der. Biomasse inneholder mye fosfor. Beinsubstans inneholder omtrent 23 % mineraler, hvorav kalsiumfosfat, Ca₃(PO₄)₂ utgjør 87 %, d.v.s. at fosfor utgjør ca. 4 vekt-% av beinsubstansen. Totalt utgjør fosfor ca. 1 vekt-% av all biomasse.

Fosfatmineraler er mer vannløselige enn silikater og forvitrer derfor lettere, men er likevel så tungt løselige og så utbredte at de er bergartsdannende. Fosfor er (1976) en hovedkomponent av hele 275 mineraler. Tre av disse er riktignok fosfider av jern og nikkel, som bare forekommer i meteoritter. Alle de andre er fosfater. De grunnstoffene fosfor forekommer hyppigst sammen med i disse mineralene er oksygen og hydrogen med henholdsvis 272 og 229 mineraler. Deretter følger jern med 102, kalsium med 90, aluminium med 83, mangan med 59, natrium med 41, magnesium med 40, fluor med 29, uran med 23, kobber med 21, bly med 19, kalium og cerium med 14, strontium og barium med 13, litium og beryllium med 11, nitrogen og sink med 9, thorium med 7, titan med 6, klor, vanadium og lantan med 5, karbon, nikkel, yttrium og niob med 4, krom og arsen med 3, bor og vismut med 2 og scandium, molybden og tantal med 1 hver.

Det alminneligste fosfatmineralet, og det eneste som utvinnes for fosforets skyld er apatitt, Ca₅(PO₄)₃(OH,F,Cl), et heksagonalt mineral som kan opptre i alle regnbuens farger. Tettheten er noe lavere enn for feltspat, 3,2 g/cm³. Det finnes i små mengder så å si i alle eruptivbergarter og de fleste metamorfe, og er en hovedbestanddel i noen sedimentære bergarter, fosforittene. I apatitten forekommer hydroksyl, fluor og klor om hverandre, men forholdsvis rene varianter kalles h.h.v. hydroksyl-, fluor- og klorapatitt. Kolahalvøya har de største apatittleiene i verden, og de største gruvene ligger nær byen Kirovsk. Har vært brutt flere steder i sør-Norge, særlig ved Ødegården i Bamble. Apatitt inneholder gjerne betydelige mengder sjeldne jordarter, som også utvinnes fra den. Odontolitt eller tann-turkis er fossile tenner eller bein som har oppstått ved at beinvevet er erstattet av mineralutfellinger i fosfatrike strøk, vanligvis apatitt farget av jernfosfat.

Dahllitt, Ca₅(PO₄,CO₃)₃(OH), er en karbonatholdig apatitt som ble oppdaget i 1888 i apatittforekomsten i Bamble og oppkalt etter den norske geologen Tellef Dahll.

Triplitt, (Mn,Fe,Mg,Ca)₂PO₄(F,OH), er et brunt til svart eller rødlig monoklint mineral med fett- til ravglans, tetthet 3,44-3,9 g/cm³ og hardhet 5 som er kjent fra en rekke fosforrike pegmatittganger, i Norge i Iveland.

Wagneritt eller kierulfin, (Mg,Fe)₂PO₄F, er et monoklint mineral med tetthet 3,07-3,14 g/cm³ og hardhet 5-5,5 som finnes i gulaktige, fettglinsende masser ved Havredal i Bamble. Werfin i Salzburg i Østerrike er en annen kjent forekomst.

Vivianitt, Fe₃(PO₄)₂× 8H₂O, er et fargeløst, monoklint mineral, som etter noen timer i luft blir blått. Tetthet 2,6-2,7 g/cm³ og hardhet 1,5-2. Funnet som små knoller i leirlag i sør-Norge og som belegg på jern- og beinsaker som har ligget i jord. Jord-aktiv vivianitt kalles blåjord.

Monazitt, (Ce,La,Nd,Th)PO₄, er et monoklint mineral med tetthet 4,8-5,5 g/cm³, hardhet 5-5,5 og fettaktig glans som kan ha en gul til rødlig eller grønn farge. Det er det viktigste lantanidemineralet og finnes anriket i sand i India, Brasil og flere steder i Nordamerika. Store krystaller er funnet på norske pegmatittganger i Østfold og på Sørlandet.

Xenotim, YPO₄, er et tetragonalt, gulbrunt, grønnbrunt, grått, rødbrunt eller brunt mineral med glass- til fettglans og tetthet 4,4-5,1 g/cm³ og hardhet 4-5, som er et av de viktigste malmmineralene for ytterittgruppen av de sjeldne jordmetallene. At de to gruppene av sjeldne jordmetaller opptrer i hvert sitt fosfatmineral med forskjellig krystallstruktur skyldes forskjellen i størrelsen på ionene. De små ytterittionene passer i den tetragonale xenotimstrukturen mens de større cerittionene passer i den monokline monazittstrukturen.

Amblygonitt, (Li,Na)AlPO₄(F,OH), er et triklint, hvitt, gult, grått, grønngrått eller blågrått, gjennomskinnelig til glassklart mineral med glass- til perleglans og tetthet 2,98-3,11 g/cm³ og hardhet 5,5-6 som brytes for litiuminnholdet.

Turkis, CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈.5H₂O, er en velkjent smykkestein, et blått til blågrønt, gjennomskinnelig, triklint mineral med glassglans, hardhet 5-6 og tetthet 2,8 g/cm³. Fargen forandrer seg ved oppvarming og hvis det utsettes for lys og tørr luft. Den beste smykkesteinskvaliteten er klar, lys, himmelblå. Har siden oldtiden vært funnet i Iran, på sørsiden av Ali-Mira-Kuh-fjellene. Finnes også andre steder i Mistøsten og i California og Mexico.

Autunitt eller uranglimmer, Ca(UO₂)₂(PO₄)₂× 10-12H₂O, er et gult til blekgrønt mineral med tetthet 3,1 til 3,2 g/cm³ og hardhet 2-2,5 som krystalliserer i rombiske tavler og kan finnes som forvitringsmineral på uranforekomster.

Torbernitt, Cu(UO₂)₂(PO₄)₂× 8-12H₂O, et grønt, tetragonalt mineral med tetthet 3,2 g/cm³ og hardhet 2-2,5 som kan finnes som forvitringsmineral på uranforekomster.

Bøggilditt, Na₂Sr₂Al₂(PO₄)F₉, er et monoklint, kjøttrødt, sjeldent mineral. Eneste kjente forekomst er i kryolittbruddene ved Ivigtut på Grønland.

Når fosfat forvitrer ut av fjell, finner det snart veien ut i havet. Der utnyttes det av forskjellige organismer som bruker det til å bygge skall og bein og vev med. De som dør, legger seg til ro på havbunnen og blir sedimenter som består av både fosfater og karbonater, men anrikes på fosfater fordi karbonatene er lettere løselige. Noen ganger blir havbunn til land, og man finner såkalte fosforitter, amorfe fosfatsedimenter som idag er den viktigste kilden for fosforutvinning.

Fosforittene har for det meste samme Ca/P/F-forhold som fluorapatitt, og kan av konsistens være alt fra flintharde til bløte og plastiske. Fosforinnholdet uttrykt som kalsiumfosfat kan variere fra 65 til 75 %, sammenliknet med apatittens 88 %, men det porøse materialet er lettere å prosessere enn den krystallinske apatitten. Florida og Tennessee i USA har (1975) de viktigste leiene, men Algerie, Tunis, Egypt og Marokko samt Nauruøyene er også store produsenter.

På Nauru, som stort sett består av fosforitt, har eksporten ført til klondykeliknende tilstander, og ministaten har verdens største bruttonasjonalprodukt pr. innbygger, større enn Kuwait. Det kan muligens være fare for at de omsider må bygge demning rundt øya for å holde havet ute. Også andre øyer i det Indiske hav og Stillehavet har betydelige forekomster. Andre produsenter er Australia, Japan, New Zealand, Belgia, Frankrike og England.

KJEMI
Fosfor er et stoff som har det med forvandlinger. Allotropi heter det på kjemisk. Fosfor viser verden mange ansikter, og de forskjellige modifikasjonene har forskjellige farger, som de betegnes med: hvitt(gult), rødt, fiolett, svart. Men går man i detaljer, er bildet enda mere komplisert.

Hvitt fosfor er et fast, krystallinsk stoff som har en voksaktig konsistens, ikke ulikt parafin. Det kan ha en hvit farge eller være fargeløst avhengig av størrelsen av de kubiske krystallene. I industrielle kvaliteter er fargen ofte gul på grunn av urenheter. I sitt indre består det av tetrahedriske P₄-molekyler som i fast fase krystalliserer i store enhetsceller på 56 molekyler. Det er uløselig i vann, men løses lett i karbondisulfid, ammoniakk, svoveldioksyd og fosforklorider, tyngre i alkohol, eter, benzen, xylen, metyljodid, glyserol og eddiksyre. I motsetning til de andre modifikasjonene er det hvite fosforet giftig. Det er også den eneste som er løselig i karbondisulfid.

Hvitt fosfor er et temmelig reaktivt stoff, og den spontane antenningstemperaturen for hvitt fosfor i luft ligger ikke høyt over romtemperaturen (34 °C angis ofte). Det lagres derfor under vann av sikkerhetsgrunner. I luft oksyderes det ganske raskt og ryker av unnslippende fosforpentoksyd. Varmeutviklingen ved oksydasjonen fører snart til antennelse, og det brenner med en kraftig lysende, gulhvit flamme og sterk varmeutvikling. I mørke kan det før antenning sees et spøkelsesaktig, blågrønt lys, som skyldes at fosfortrioksydet som først dannes oksyderer videre til pentoksyd. Denne reaksjonen er svært energieffektiv, og avgir fotoner i form av synlig lys i stedet for infrarød varmestråling.

Dette er det vanlige hvite fosfor, eller såkalt alfa-fosfor. Det er den formen som er stabilest ved vanlig temperatur og trykk, og dannes når fosfordamp kondenserer uten lufttilgang. Men det finnes også et beta-fosfor, som dannes av alfa-fosfor ved temperaturer under -76,9 °C. Det har en heksagonal krystallstruktur og en litt høyere tetthet, 1,88 g/cm³. Ellers er egenskapee ganske like det vanlige alfa-fosforet.

Man regner (1975) med at det finnes 5 forskjellige former for rødt fosfor, nummerert med romertall fra I til V. De fire første er helt amorfe, med gjennomsnittlig tetthet 2,16 g/cm³ og smeltepunkt ca. 600 °C, og man regner med at de består av P₄-tetraedre som er hengt sammen til lange kjeder. Fargen er orangerød til dyprød og ofte metallisk. Rødt fosfor V, også kalt Hittorfs fosfor eller fiolett fosfor, er rødfiolett i fargen og er beskrevet som rombiske eller trikline krystaller med tetthet 2,34 g/cm³. De har en kompleks lagvis struktur av lange, femkantede rør som består av vekselvise P₈- og P₉-enheter bundet sammen med et par enkeltvise fosforatomer. De amorfe formene er kanskje ikke en egen modifikasjon av fosfor, men en fast løsning av hvitt fosfor i svart.

Rødt fosfor er mye stabilere enn hvitt i luft. Antennelsestemperatur regnes for å være 400 °C. Under normale temperatur- og fuktighetsforhold reagerer det bare langsomt med vanndamp og oksygen. Det kan stabiliseres helt med tilsetning av 1 vekts-% magnesiumoksyd eller natriumaluminat.

Svart fosfor finnes i fire beskrevne modifikasjoner, en amorf, en som krystalliserer kubisk og to rombiske. Når hvitt fosfor utsettes for høyt trykk og varmes opp opptrer først den amorfe, og ved økende trykk først de to rombiske og til slutt den kubiske. Rombisk svart fosfor kan også lages av hvitt ved normaltrykk med kvikksølv som katalysator. Tettheten av denne varianten er 2,69 g/cm³, og den har et smeltepunkt på 610 °C. Den har en lagstruktur med to atomer brede rynker eller riller i lagene, og likner glimmer eller grafitt av utseende. I motsetning til det hvite og det røde fosforet, som er isolatorer, er svart fosfor en halvleder med en resistivitet på 0,711 ohm/cm³ ved 0 °C. Ledningsevnen øker med temperaturen. Svart fosfor er det minst reaktive av de tre hovedformene, og det er vanskelig å antenne det selv ved å sette en fyrstikk borttil.

Når fosfor smelter, uansett variant, omdannes det til en fargeløs, sterkt lysbrytende væske som består av tetrahedriske P₄-molekyler. Også fosfordamp består fra kokepunktet av slike, men ved 800 °C begynner de å spaltes i P₂-molekyler, tilsvarende nitrogenmolekylene. Atomært fosfor fås ved temperaturer over 2000 °C. Flytende fosfor har en tetthet på 1,69 g/cm³ ved 100 °C.

Fosfor reagerer sakte med hydrogen ved normalbetingelser under dannelse av fosfiner. Reaksjonen går raskere ved høyere trykk og lavere temperatur. Både difosfiner og lengre kjede- og ringdannelser har vært studert. Tilsvarende ammonium kan også fosfinene ta opp et proton og danne såkalte fosfoniumsalter, men de er ikke så ioniske som ammoniumsaltene, og har lave smeltepunkter.

Fosfin, PH₃, kan dannes ved disproporsjonering av fosfor i basisk vannløsning: P₄ + 3OH^- + 3H₂O = PH₃ + 3H₂PO₄^-, eller ved hydrolyse av aluminiumfosfid. Fosfin likner ammoniakk i strukturen og har den samme pyramidefasongen, men de to forbindelsene er ulike på påfallende mange måter. Fosfin dekomponerer i vann langsomt til fosfor, hydrogen og et fast stoff med omtrentlig sammensetning P₂H. Rent fosfin oksyderes sakte i luft, men det vil ofte inneholde forurensninger av fosfor og difosfin, P₂H₄, som akselererer oksydasjonen atskillig. Ved antenning brenner fosfin i luft, det kan dannes eksplosive blandinger. Difosfin er en reaktiv væske som selvantenner i luft.

Fosfin er tungt løselig i vann og reagerer egentlig verken surt eller basisk. Det danner fosfoniumforbindelser bare i direkte reaksjon med hydrogenhalogenider. Derimot danner den lettere fosfinider med alkalimetallene enn ammoniakk danner amider. Fosfoniumforbindelsene tåler varme dårlig og avgir nesten alt fosfinet i vann. Men organiske derivater av fosfonium, f.eks. tetrametylfosfonium, P(CH₃)₄⁺, er atskillig stabilere, det gjelder også de organiske derivatene av fosfinet selv.

Fosfor reagerer med de fleste metaller ved høy temperatur under dannelse av fosfider. Noen av fosfidene følger de tradisjonelle valensreglene, men ikke alle. Metallene i de tre mest elektropositive gruppene danner reaktive fosfider som hydrolyserer mer eller mindre heftig i vann til fosfiner og hydroksydløsninger. De er delvis saltaktige og ioniske, men har også metalliske egenskaper. Det er mulig å danne forskjellige zintl-anioner med alkalimetaller som er stabile i vann, P₇^3- og P₁₁^3-. Overgangsmetallene danner en helt annen type fosfider. De er harde, har høyt smeltepunkt, metallglans, god elektisk og termisk ledningsevne og høy motstandsevne mot fortynnede syrer og baser. Fosfidene av niob, tantal og wolfram er motstandsdyktige mot oksydasjon også ved svært høye temperaturer.

Borfosfid, BP, kan lages ved å føre bortriklorid og hydrogen over rødt fosfor ved 500 °C. Det er hardt, uløselig i vann og elektrisk ikkeledende, men antennes i luft ved 200 °C. Ved sammensmelting av bor og fosfor ved 1600 °C kan det dannes et annet borfosfid, B₁₃P₂. De andre fosfidene av grunnstoffene i borgruppen lages lett ved sammensmelting og er halvledere med metalliknende egenskaper, høyt smeltepunkt og liten løselighet i vann. Fosfidene av silisium, germanium og tinn har liknende egenskaper. Ved sterk oppheting av kull og fosfor kan det fås et ustabilt, krystallinsk karbonfosfid, C₃P₄. Fosfor danner ikke trippelbindinger, og noe "fosfocyan" tilsvarende cyanet dannes ikke.

Det finnes fosfornitrider med sammensetning PN, P₃N₅ og P₄N₆. PN er et av de vanligste molekylene i interstellare skyer. PN kan dannes ved å tilsette et overskudd av fosfortriklorid til flytende ammoniakk. Hvis metylamin, CH₃NH₂, brukes i stedet for ammoniakken, fås en tetramerforbindelse med struktur tilsvarende fosfor(III)oksydet, P₄(NCH₃)₄. Ved reaksjon mellom fosforpentaklorid og ammoniumklorid kan det fås fosfornitriddiklorider, (PNCl₂)_n, ring- eller kjedeformede molekyler hvor kloratomene er bundet til fosforatomene. De likner gummi i egenskapene, særlig hvis n er stor, og tåler oppvarming til 500 °C, men hydrolyserer lett ved påvirkning av vann. Det er kjent en lang rekke forskjellige amider av forskjellige fosforsyrer.

Det er mulig å lage et arsenfosfid, AsP, som dekomponerer i vann og ved oppvarming.

Når fosfor brenner ved god oksygentilgang dannes såkalt pentoksyd, noe som er en lite treffende betegnelse, da molekylet faktisk består av P₄O₁₀. Det treverdige oksydet ("trioksyd") som kan fremstilles under kontrollert oksygentilgang har molekylformel P₄O₆. Dette oksydet er like giftig som arsenikk, i motsetning til pentoksydet, som er helt ugiftig. Det er et sterkt reduksjonsmiddel. Alle de tre mellomstadiene (P₄O₇, P₄O₈ og P₄O₉) kan også fremstilles. P₄O₆ brenner til P₄O₁₀ i luft ved 70 °C. "Pentoksydet" er uhyre sterkt hygroskopisk, den løser seg i vann med en hvesende lyd og kan til og med stjele vann fra svovelsyre(!) Det sublimerer ved 360 °C, men ved oppvarming til 500 °C i lukket kar polymeriseres det til en form med svært stabil struktur som smelter ved 570 °C og beholder store krystallstrukturer også over denne strukturen, slik at den lett kan underkjøles til glass. En annen form som fås ved kortvarig oppvarming til 400 °C i lukket kar består av ringer av 10 PO₄-tetraedre sammenkoblet i en uendelig strukrtur. I disse oksydene er de opprinnelige P₄-tetraederne omtrent intakt, oksygenatomene er skutt inn på et nytt, større tetraeder som ligger utenpå det opprinnelige, med de 6 oksygenene i (III)-oksydet midt på kantene og de 4 andre eventuelt i hjørnene. Det er også registrert et ustabilt monoksyd, PO, en mer stabil polymer av monoksydet og et såkalt tetroksyd, (PO₂)_n. Det er også mulig å lage peroksyder, f.eks. P₄O₁₁.

Forskjellige fosforsyrer kan fremstilles ved hydrolyse av oksydene eller halogenidene. (Orto-)fosforsyren, H₃PO₄ er den viktigste, og spiller en betydningsfull rolle i biokjemien. Strukturen er tetraedrisk, med en sp³-hybridisering av fosfororbitalene. Den er en ganske svak syre, bare det første hydrogenatomet dissosierer ganske lett, men den angriper de fleste metaller og reaktive oksyder ved oppvarming og danner ioniske fosfater med alle slags kationer og esteraktige fosfater med alkoholer. Alle alkalifosfatene unntatt litiumfosfat er lettløselige i vann og det samme gjelder ammoniumfosfater og dihydrogenfosfater av jordalkalimetallene, eksempel bariumdihydrogenfosfat, Ba(H₂PO₄)₂. De andre fosfatene er tungtløselige. Fosfationer er i seg selv fargeløse, men sølvfosfat, Ag₃PO₄, er gult på grunn av sølvionets polariserende virkning.

Ved vannavspalting eller såkalt kondensasjon kan fosforsyremolekyler kobles sammen i kortere og lengre kjeder og i ringer. Pyrofosforsyre er H₄P₂O₇ og kan fås av ortofosforsyre ved oppvarming til 2-300 °C. Slike kjeder kalles polyfosforsyrer, med generell formel H_n+2P_nO_3n+1. De navngis med greske tall for n, trifosforsyre, tetrafosforsyre o.s.v., eller med -poly- mellom tallet og 'fosforsyre', f.eks. tripolyfosforsyre. Opptil heksadekafosforsyre, H₁₈P₁₆O₄₉, er kjent og renfremstilt. Ved videre oppvarming av pyrofosforsyre fås ringforede eller lineære polymerer med formel (HPO₃)_n som kalles metafosforsyre. Den enkleste er den ringformede trimetafosforsyren eller syklotrifosforsyren, H₃P₃O₉. Alkalisaltene av denne kan fås av alkalidihydrogenfosfatene ved oppvarming til ca. 550 °C. Ultrafosforsyre er betegnelsen på en polymerisert variant med svært lange og forgrenete kjeder hvor forholdet P/O er enda høyere.

Kondenserte fosfater er lettløselige i vann så lenge de ikke blir for store. Større metafosfationer danner også lettere glass ved avkjøling, spesielt hvis de er sure. Kondenserte fosfater danner ofte sterke komplekser med flerverdige kationer og kan hindre at de felles av andre anioner eller løse dem fra faste faser som inneholder slike ioner. Kondenserte fosfater spiller også en ultraviktig rolle i biokjemien, spesielt for energiomsetningen. Uten fosfater ville ikke livet slik vi kjenner det vært mulig, siden fosfatestre også danner ryggraden til arvestoffet, nukleinsyrene DNA og RNA, utgjør hoveddelen av cellemembranene og spiller viktige roller i så å si alle biokjemiske prosesser.

Fosforsyre eller fosfationer kan også kondenseres sammen med andre anioner til kopolymerer som enten kan bestå av fosfattetraedre tilfeldig iblandet andre tetraedriske anioner som silikat, sulfat, vanadat eller arsenat, eller veldefinerte forbindelser med bestemte forhold mellom fosfat og andre anioner som vanadat, molybdat og wolframat. Slike forbindelser kalles gjerne heteropolysyrer. Eksempelvis kan 12-wolframofosforsyre, H₇[PW₁₂O₄₂] fremstilles ved å løse natriumwolframat og natriumfosfat i kokende vann og surgjøre løsningen med konsentrert saltsyre.

Fosfonsyrer er organiske forbindelser hvor en eller flere OH-grupper i fosforsyre (vanligvis ortofosforsyre) er erstattet med organiske radikaler. Salter og estere kalles fosfonater.

Det eksisterer også fosforsyrer med fosfor i andre formelle oksydasjonstrinn enn +5. Den viktigste er fosforsyrling, H₃PO₃, hvor et av hydrogenatomene er direkte kovalent bundet til fosforet og ikke inngår i syre-basereaksjonene. En riktigere skrivemåte vile derfor kanskje være H₂PHO₃. Saltene av fosforsyrlingen kalles fosfitter. Fjernes enda et oksygenatom fås underfosforsyrling, H₃PO₂ eller HPH₂O₂, som danner hypofosfitter med kationer. Underfosforsyre, H₄P₂O₆, er en sammensetning av to ortofosforsyremolekyler som i motsetning til pyrofosforsyre ikke har et oksygenatom mellom de to fosforatomene. Saltene kalles hypofosfater.

Som oksydene er fosforsulfidene molekyler som er laget ved at svovelatomer er innskutt på forskjellige steder i de opprinnelige P₄-tetraedrene. Fosforsulfidene P₄S₃, P₄S₇, P₄S₉ og P₄S₁₀ fås som gule krystaller ved å varme blandinger av grunnstoffene i de rette forholdstallene, og det er også mulig å lage P₄S₂, P₄S₄ og P₄S₅, mens P₄S₆ er påvist som en overgangsfase. Det fås et delvis krystallinsk polymert "monosulfid", (PS)_x, ved reaksjon mellom PSBr₃ og magnesium, og tiofosforsyre reagerer med svovelkloridene SCl₂ eller S₂Cl₂ til en annen polymer (PS_x)_n. Fosfor og svovel danner også en fast løsning under 100 °C. P₄S₁₀ kalles tradisjonelt fosforpentasulfid. Alle sulfidene hydrolyserer lett til ortofosforsyre eller andre fosforsyrer i vann eller fuktig luft.

Det kan dannes forskjellige oksysulfider er konstruert som oksyder hvor noen oksygenatomer er byttet ut med svovel. P₄O₆S₄ kan lages ved å varme opp P₄O₆ med svovel. Det hydrolyseres til mono-oksyfosforsyre i sur løsning, men i basisk til litt monotiofosfat, men mest mono- og ditiopyrofosfat, P₂O₆S^- og P₂O₅S₂^-.

Fosforpentaselenid, P₂Se₅, er et svart-purpur amorft fast stoff som kan lages ved å smelte sammen ingrediensene. Dette selenidet er tilsynelatende ikke molekylært, i motsetning til P₄Se₃, som lages ved å koke en blanding av hvitt fosfor og selen i heptan i nærvær av trekull. Oppvarming av fosfor og tellur gir telluridet P₂Te₃, en svart fast substans som dekomponerer sakte til fosfin i fuktig luft.

Fluor, klor og brom reagerer raskt med hvitt fosfor til tri- og pentahalogenider, mens jod reagerer til fosfortrijodid, PJ₃ og difosfortetrajodid, P₂J₄. Analoger til sistnevnte kan også lages med brom og klor. De minst halogenrike forbindelsene dannes helst ved overskudd av fosfor og de andre ved overskudd av halogen. Trihalogenidene likner ammoniakk og fosfin i strukturen med en pyramideform. Fluoridet er ganske stabilt og reagerer bare langsomt med vann, mens kloridet raskt hydrolyserer til fosforsyrling og klorid. Pentahalogenidene er bygd som en trekantet dobbeltpyramide, med tre halogenatomer og fosforatomet i ett plan og de to andre halogenatomene på linje med fosforatomet vinkelrett på planet. Alle halogenidene er molekylære, kovalente stoffer i gassfasen, men pentakloridet krystalliserer som PCl₄⁺- og PCl₆^--ioner og pentabromidet som PBr₄⁺- Br^--ioner. Slike ioner forekommer også i mange komplekser med andre halogenider, mens trihalogenidene har vanskelig for å danne komplekser. Det er mange blandingshalogenider, som ofte er ioniske.

Fosfortrifluorid, PF₃, er en fargeløs gass som fremstilles best ved fluorering av fosfortriklorid. Den danner komplekser med overgangsmetaller som likner karbonylforbindelsene med karbonmonoksyd og er derfor like giftig som dette. Fosforpentafluoridet er også en fargeløs gass, som hydrolyserer øyeblikkelig i vann. Det danner sterke komplekser med aminer, etere, nitrater, sulfoksyder og organiske baser og er en sterk katalysator ved ioniske polymerisasjonsreaksjoner.

Fosfortriklorid er en fargeløs væske, og pentakloridet et grønngult krystallinsk stoff ved romtemperatur. Begge dannes ved reaksjonen mellom fosfor og klor og kan separeres fra hverandre ved destillasjon. Pentakloridet reagerer voldsomt med vann. Det brukes mye i organisk syntese. Ved reaksjon mellom fosforpentaklorid og alkoholer dannes organiske klorider og fosforylklorid, f.eks. C₄H₉OH + PCl₅ = C₄H₉Cl + HCl + POCl₃. Tilsvarende med organiske syrer: CH₃COOH + PCl₅ = CH₃COCl + HCl + POCl₃. Fosforylklorid eller fosforoksyklorid er en fargeløs væske ved romtemperatur. Molekylet har en tetraederform.

Fosfortribromid er en fargeløs væske og pentabromidet et gult krystallinsk stoff mens trijodidet er et rødt krystallinsk stoff ved romtemperatur. De reagerer som de tilsvarende klorforbindelsene, men oftest langsommere på grunn av den lavere polariteten.

Analyse:

Fosfat i løsning påvises ved å tilsette sølvioner f.eks. i form av nitrat. Gult bunnfall av sølvfosfat fås.
HPO₄^2- + 3 Ag⁺ = Ag₃PO₄(s) + H⁺.

Denne reaksjonen virker ikke hvis løsningen inneholder salpetersyre. Da kan en salpetersur løsning av ammoniummolybdat brukes i stedet. Gult bunnfall av ammoniumdodekamolybofosfat fås, ofte etter noe tid. Er løsningen ikke sur nok felles bare hvitt molybdenoksyd.
HPO₄^2- + 12 MoO₄^2- + 23 H⁺ + 3 NH₄⁺ = (NH₄)₃PMo₁₂O₄₀(s) + 12 H₂O.

Fosfin i luft kan bestemmes ved å føre et kjent luftvolum gjennom et rør pakket med silikagel impregnert med sølvnitrat. Fosfinkonsentrasjonen bestemmes ved å måle lengden av det svertede området og sammenlikne med en kjent standard. Påvisning kan også gjøres ved å boble mistenkt fosfinholdig luft gjennom en løsning av et gullsalt. Ved nærvær av fosfin dannes en blåfiolett farge av utfelt kolloidalt gull.

Fosfor egner seg lite for nøytronaktiveringsanalyse, da ³²P ikke har gammautstråling. Den hyppigste betaenergien er 1,7 MeV.

Fremstilling:

Industrielt fremstilles fosfor vanligvis av fosfatsand, helst etter vasking hvis den inneholder mye leire. Sanden presses sammen og blandes med kvarts og koks og oppvarmes til 1400-1500 grader i en elektrisk smelteovn foret med tykke karbonblokker. Kvartsen driver fosforoksydet ut av fosfatet slik at det dannes silikat og oksydet reduseres av karbonet. En blanding av fosfordamp, karbonmonoksyd og støv føres gjennom et støvfilter og fosfordampen fortettes under vann mens det fortsatt gassformige karbonmonoksydet ledes bort.

Det hvite fosforet som fås på denne måten kan omdannes til rødt ved oppvarming til 400 °C uten lufttilgang i flere timer. Rester av hvitt fosfor kan vaskes vekk med en lutløsning.

Demonstrasjonsforsøk:

Mål opp 10 ml karbondisulfid, CS₂, i et reagensglass. Skjær av ca. 1g hvitt fosfor (under vann) og slipp det oppi. Kork det til og rist forsiktig til det er oppløst. Dypp en pensel i løsningen og skriv på et papir med den. Vask penselen straks! Når løsningsmidlet fordamper vil det tynne fosforlaget selvantenne og papiret forkulles der du har skrevet, slik at det kan leses.

Legg en tykk jernplate (minst 5mm) oppå en treplanke og et filterpapir oppå den. På filterpapiret lesses ca. 1 cm³ kaliumklorat, KClO₃. Dynk kloratet med fosforløsningen og gå litt unna. Når løsningsmidlet er fordampet fås et bra smell. Hvis rommet er lite anbefales mindre mengder, da trommehinnene ellers kan være i faresonen.
Reaksjon: 3 P₄ + 10 KClO₃ = 3 P₄O₁₀ + 10 KCl.

Slipp et stykke hvitt fosfor ned i en kolbe som er halvfylt med vann. Forbind kolben med et kjølerør (vannkjølt) med et glassrør og to hullkorker eller liknende. Sett en skål under munningen av kjølerøret. Gjør det mørkt i rommet og varm kolben opp til kokepunktet. Skjerm flammen hvis det brukes en brenner. Se den spøkelsesaktige lysningen av fosfordamp i kjølerøret. Slå av varmen og se at lysningen trekker seg tilbake til kolben.

Demonstrer bufferegenskapene til en løsning av natriumdihydrogenfosfat, NaH₂PO₄, ved å tilsette lut eller syre dråpevis, evt. gjennom en titreringsoppsats, og måle pH kontinuerlig med et pH-meter eller pH-papir.

Ta en bakteriekultur og oppløs cellemembranene med 1% natriumdodekylsulfat. Tilsett det dobbelte volumet etanol eller isopropanol og vent til det danner seg skinnende, gråhvite tråder: DNA, livets kode, som kan snurres opp på en glasstav og beundres av alle som vil vite svaret på livets gåte.

Noen viktige fosforforbindelser:

Fosforsyre eller ortofosforsyre. Fargeløse rombiske krystaller eller en fargeløs seig væske. Tetthet (fast) 1,834 g/cm³, sm.p. 42,35 °C. Avgir vann ved 213 °C. Meget lett løselig i både i kaldt og varmt vann. Fosforsyre er en svak syre. Bare det første hydrogenatomet dissosierer ganske lett. Dissosiasjonskonstantene er 0,007107, 7,99x10^-8 og 4,8x10^-13. Dette er passelig svakt til at den ble valgt til å spille den enorme rollen den gjør i alle organismer. Den angriper likevel de fleste metaller og reaktive oksyder lett under oppvarming og danner fosfater. Kan underkjøles fra væskefase til et amorft glass.

Kalsiumhydroksydfosfat. Finnes i naturen som hydroksylapatitt. Fargeløse heksagonale krystaller. Tetthet 3,1 g/cm³, sm.p. 1270 °C. Nesten uløselig i vann. Forekommer vidt utbredt i bergarter og i hår-, fjær-, skjell-, skall-, tann- og beinsubstans. Hydroksylgruppen kan i apatittmineraler byttes fritt med fluor- og klorioner. Dette kan gjøres i tann- og hårsubstans også og siden den resulterende fluorapatitten er hardere, har munnskylling med fluor blitt vanlig.

Fosfin, en fargeløs gass med en karakteristisk hvitløkliknende lukt. Tetthet 1,529 g/l. Sm.p. -133 °C og kok.p. -87,7 °C, altså atskillig lavere enn den tilsvarende nitrogenforbindelsen ammoniakk, noe som skyldes atskillig svakere tendens til å danne hydrogenbindinger. Tross at molekylstrukturen er nokså lik ammoniakk, med en pyramideform i omtrent samme vinkel, er de to forbindelsene ulike på påfallende mange måter. Fosfin er tungt løselig i vann, uhyre giftig og temmelig lettantennelig i luft.

Fosfoniumjodid. Vakre, fargeløse, tetragonale krystaller. Tetthet 2,86 g/cm³, sm.p. 18,5 °C, kok.p. 80 °C. Tåler ikke vann og dekomponerer raskt til hydrogenjodid og fosfin, som dekomponerer videre.

Adenosintrifosfat (ATP) er et nukleotid som er bygget opp av purinbasen adenin (en pentamer av blåsyre), sukkerarten ribose (en pentamer av formaldehyd) og en trimer av fosforsyre. Antakelig den viktigste av alle kjemiske forbindelser, fordi den fungerer som energienhet for alle kjente organismer. Energien ligger bundet i P-O-P-bindingene, og frigjøres når de hydrolyseres. Med denne energien kan levende ting gjøre slikt som å reprodusere seg, svømme mot strømmen, løfte ting fra bakken, bygge varmedrevne maskiner, fortelle romaner, uteske universets hemmeligheter og mye annet som døde ting ikke kan. Arvestoff består også av nukleotider, nokså like ATP i strukturen, og har trolig utviklet seg fra ATP.

Et lite stykke RNA (Ribonukleinsyre). RNA og DNA er arvestoffet i alle levende veseners celler. De danner mal for syntese av proteinene som vevet er bygd opp av og som fyller tallrike kjemiske funksjoner i kroppen. RNA består av ribosemolekyler som er kjedet sammen med forestrede fosfationer og påhengt en av fire foskjellige baser, to purinbaser, guanin og adenin, og to pyrimidinbaser, cytosin og uracil. Forskjellen mellom RNA og DNA (deoksyribonukleinsyre) er at pyrimidinbasen uracil er erstattet av thymin og at den siste frie OH-gruppen på sukkeret har fått fjernet oksygenet.

DNA forekommer bare i cellekjernen hos flercellede dyr og planter og i protoplasmaet til de fleste encellede, og ligger opprullet som en dobbeltspiral sammenbundet med hydrogenbindinger som bare kan gå mellom adenin på den ene kjeden og thymin på den andre og mellom guanin og cytosin tilsvarende. På denne måten er den ene kjeden en negativ blåkopi av den andre, og ved celledeling blir spiralen splittet og nye blåkopier bygges opp over delene. Det er DNA som formidler arven.

I kromosomene ligger dobbeltspiralene viklet opp rundt store proteiner som kalles kromatiner. Hver DNA-spiral er et enkelt molekyl, og de kan være uhyre lange. I bakterien Escherichia coli, som har en eneste dobbeltspiral som arvestoff, måler den utviklet 1,2 mm, eller 1000 ganger cellens diameter. Molekylvekten er ca. 2000000000. Hos mennesker utgjør DNAet i en enkelt celle en samlet lengde på anslagsvis 2 meter. Ca. 1 % av en vanlig celles vekt er DNA.

Mitokondriene, som er avsondrede celledeler med egen membran, og hvor alle flercellede planter og dyr utfører oksygenforbrenningen, har eget DNA som reproduserer seg uavhengig av cellekjernen, og stammer trolig fra bakterier eller alger som har gått i symbiose med kjernecellen en gang i tiden.

RNA fyller flere funksjoner i flercellete dyrs og planters celler. Budbringer-RNA består av enkeltstrenger med molekylvekt 100000 til 1000000. Det lages i kjernen etter blåkopi av et bestemt stykke av DNAet og transporteres ut til cytoplasmaet (det som er utenfor kjernen) hvor det danner grunnlaget for proteinsyntesen. Ribosom-RNA finnes i ribosomene, hvor oppskriften oversettes til ferdige proteiner. Overførings-RNA har molekylvekt på bare ca. 25000, og brukes til transport av aminosyrer. Hver av de 20 aminosyrene har en egen variant av overførings-RNA til å transportere seg. Noen virus bruker også RNA som arvestoff.

Den genetiske koden er felles for alle levende vesener. Siden det er 4 nukleotidbaser i RNA, adenin (A), guanin (G), uracil (U) og cytosin (C), består syntesen av proteiner i å oversette koden fra et språk med 4 bokstaver til et språk med 20, som er antallet av de aminosyrene som kan finnes i proteiner. De 20 aminosyrene er kodifisert slik:
alanin GCU, GCC, GCA eller GCG
valin GUU, GUC, GUA eller GUG
leucin UUA, UUG, CUU, CUC, CUA eller CUG
isoleucin AUU, AUC eller AUA
prolin CCU, CCC, CCA eller CCG
metionin AUG
fenylalanin UUU eller UUC
tryptofan UUG
glycin GGU, GGC, GGA eller GGG
serin UCU, UCC, UCA, UCG, AGU eller AGC
treonin ACU, ACC, ACA eller ACG
cystein UGU eller UGG
tyrosin UAU eller UAC
asparagin AAU eller AAC
glutamin CAA eller CAG
asparaginsyre GAU eller GAC
glutaminsyre GAA eller GAG
lysin AAA eller AAG
arginin CGU, CGC, CGA, CGG, AGA eller AGG
histidin CAU eller CAC

I tillegg er det tre koder som betyr stopp: UAA, UAG og UGA. Altså koder tilsammen 64 kodevarianter for 20 forskjellige aminosyrer pluss et stoppsignal. Dette gir en viss beskyttelse mot mutasjoner i arvestoffet ved at utbytting av et nukleotid ikke alltid betyr at proteinet endres.

DNA kan skilles ut fra visse substanser som f.eks. sildemelke ved en litt omstendelig prosess som involverer utstyr og reagenser som finnes på de færreste kjøkkenbenker. Etter homogenisering og ekstraksjon av nukleoproteinet (DNA + et protein det er forbundet med i melken) samt utsalting av proteinet fåes en DNA-løsning hvortil alkohol tilsettes, og eureka! Livets mysterium åpenbarer seg i form av vakkert glinsende tråder som kan vikles opp på en glasstav og tørkes til en svakt gullighvit masse, omtrent som papir å ta i.

BIOLOGI
Fosfor er som illustrert over en av de viktigste av livets ingredienser, og er et av de stoffene som ingen levende organismer kan klare seg uten. Mye fosfor går med til skjelett, tenner, hår, fjær og skjell hos de organismene som har slikt, men det er nok det som trengs til energiomsetningen og til arvestoffet og til en mengde andre funksjoner som er det viktigste. Et voksent menneske både opptar og utskiller ca. 2 g fosfor hver dag. Fosforsyrekonsentrasjoner etter menneske- og dyreekskrementer kan brukes av arkeologer til å oppspore gamle boplasser.

Dyr lider sjelden av fosformangel, da både animalsk og vegetabilsk føde alltid inneholder rikelige mengder. Mangelsymptomer kan være svekkelse av benbygningen og vekstforstyrrelser. For plantene er tilførselen mer problematisk. De er avhengig av å oppta fosfationer gjennom røttene. Siden fosfor opptrer så vidt spredt og finnes i alle bergarter vil det alltid være et visst reservoar, men nytilførsel av fosfationer går sakte, og særlig under intensiv jorddyrking kan mangel oppstå. Fosfat har derfor vært en av de viktigste bestanddelene av gjødsel, enten den er kunstig eller naturlig.

Fosfor er biologisk aktivt i en mengde forbindelser. En av de viktigste er nukleinsyrene og nukleotidene, men like viktig er fosfolipidene, som dannes av fettstoffer ved at en av de tre fettsyrene som er bundet til glyserol erstattes med forforsyre og en av dennes to ledige hydroksylgrupper igjen forestres med en polar alkohol. Et av de viktigste er lecitin, som dannes når den positivt ladde alkoholen cholin, (CH₃)₃N⁺CH₂CH₂OH forestres til fosforsyren. Med den siste ledige hydroksylgruppen på fosforsyren ionisert har altså lecitinet i vannløsning både en positiv og en negativt ladet del av molekylet. Fosfolipider er hovedbestanddelen av cellemembranene og egenskapene er viktige for gjennomtrengeligheten av membranene og den aktive transporten av forskjellige substanser gjennom dem. Denne funksjonen er tydeligvis svært viktig for kroppen, for selv etter langvarig sult forblir cellemembranenes innhold av fosfolipider konstant.

De fleste biologisk viktige molekyler fosforyleres, d.v.s. forestres med fosforsyre, når de aktiveres for bruk i kjemiske prosesser i kroppen. Når det forestres en fosfatgruppe fra et energirikt trifosfat, vanligvis ATP, til f.eks. en alkoholgruppe, dannes det en ny energirik fosfatesterbinding, som sikrer at reaksjonen er energimessig gjennomførbar. Dessuten gjør fosforylering en ellers lite polar forbindelse lettløselig i vann, noe som i noen prosesser er viktig for gjennomførbarheten av reaksjonen. Eksempelvis er glykogen et polysakkarid som ligger som en energireserve i musklene. I kroppen starter utnyttelsen av det ved at et enzym kalt glykogenfosforylase fosforylerer endepunktet av en av glykogenkjedene og avspalter en glukosefosfat-enhet, som så forbrennes. En annen energireserve som er lagret i musklene er kreatinfosfat, ^-OOCCH₂N(CH₃)C(:NH₂⁺)NHPO₃^2-, som ved hjelp av et annet enzym kjapt kan avgi fosfationet til en adenosindifosfatenhet, som raskt kan brukes til å utføre arbeid. Mange sprintere spiser derfor kreatin, uten at noen forbedring av prestasjonene er bevist.

Ved siden av ATP finnes det også en rekke andre frie nukleotider som har viktige funksjoner. Både guanin, uracil og cytosin danner tilsvarende trifosfater som overfører energi i spesielle trinn av forskjellige prosesser. Syklisk adenosinmonofosfat (cAMP) er et interessant modifisert nukleotid som brukes til en rekke viktige funksjoner i kroppen. En av de viktigste er som forsterkning av signalene fra hormoner som ikke trenger inn i cellene. Disse hormonene fester seg til en hormonreseptor som sitter i cellemembranen og stimulerer enzymet adenylatsyklase på innsiden av membranen slik at det dannes cAMP inne i cellen. For hvert hormonmolekyl dannes det mange cAMP, slik at effekten forsterkes. cAMP virker generelt ved at det binder seg til spesielle enzymer som er inaktive hvis de ikke er bundet til cAMP. Et tilsvarende nukleotid, syklisk guanosinmonofosfat (cGMP), ser ut til å ha liknende funksjoner i synsprosessene. Et annet signalstoff er inositoltrifosfat, som dannes av fosfolipider.

De modifiserte nukleotidene flavin-adenin-dinukleotid (FAD) og nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD) er kroppens standard redoksmidler og spiller uhyre viktig rolle, særlig i forbrenningen, men også f.eks. for nedbrytning av giftstoffer. Beslektet er nikotinamid-adenin-dinukleotid-fosfat (NADP) og flavin-mononukleotid (FMN) som brukes i diverse noe mer spesialiserte prosesser. Disse nukleotidene brukes som koenzym, d.v.s. aktiv eller såkalt prostetisk gruppe av diverse enzymer som katalyserer disse reaksjonene. Også andre fosfater brukes som koenzymer. Koenzym A er et av de aller viktigste koenzymene. Det er bygd opp av ATP, pantotensyre og 2-aminoetantiol og brukes av flere enzymer til å overføre acetylgrupper eller andre beslektede grupper ved en mengde reaksjoner i biologisk syntese og spiller en nøkkelrolle i forbrenningen. Vitaminer er stoffer som kroppen er mer eller mindre avhengig av å få tilført utenfra. De fleste av dem er koenzymer, og noen av dem er fosforholdige. Vitamin B₁ eller tiamin fosforyleres i kroppen til tiaminpyrofosfat og bidrar i sukkerforbrenning, nukleotidbygging og produksjon av koenzym A. Mangel fører til beri-beri. Vitamin B6 er pyridoksin, pyridoksol eller pyridoksal. I kroppen fosforyleres det til pyridoksalfosfat, som gjør det mulig å forbrenne amninosyrer ved å flytte på aminogrupper. I vitamin B12 eller kobalamin, som brukes av mange enzymer som har til oppgave å omarrangere molekyler, er et koboltatom bundet til en porfyringruppe tilsvarende klorofyll som binder magnesium i plantene og hem som binder jern i hemoglobin, og utenfor porfyrinplanet er det et nukleotid, dimetylbenzimidazidolfosfat, som koboltatomet er koordinert til for å holde seg på plass.

I lungene er oksygentrykket ca. 0,13 atmosfærer, mens det ute i kapillærårene er under 0,03. Derfor inneholder de røde blodlegemene i tillegg til hemoglobin like mange molekyler 2,3-difosfoglysersyre eller DPG, CH₂(PO₄^2-)CH(PO₄^2-)COOH, som reduserer hemoglobinets oksygenbindingsevne slik at det ikke binder mye oksygen før oksygenets partialtrykk kommer opp i over 0,03 atmosfærer, ellers ville det ikke kunnet gi fra seg noe av det i kapillærene. DPG spiller en viss rolle ved høydeakklimatisering, f.eks. øker DPG-innhholdet i blodlegemene fra 4,5 til 7 millimol på 2 dager hvis en person flytter seg fra havnivå til 4500 m.

Kasein er hovedproteinet i melk og ost (det er også kalt ostestoff) og inneholder fosforsyre forestret til hydroksylgruppene i aminosyrene serin og threonin. Det tilhører en gruppe fosfoproteiner som er utbredte i naturen i melk og egg og fostre og antakelig har betydning for vekst og vevsoppbygning.

Hvitt fosfor er svært giftig. 100 mg er nok til å drepe et menneske. Uvitenhet og likegladhet førte til høye dødstall på fyrstikkfabrikkene i det forrige århundre. I mindre doser kan det oppstå kroniske forgiftningstilfeller med tilbakedanning av tenner, tannkjøtt og beinvev, særlig i kjevene. Som motgift brukes en kobber(II)sulfatløsning, da kobberionene reagerer med overflaten av fosforpartiklene og dekker dem med et nesten ugjennomtrengelig lag av kobberfosfid.

Brennende fosfor forårsaker dype og sentgroende brannsår ved kontakt, og brukes derfor i militærteknologien. Man bør unngå hudkontakt med hvitt fosfor, da kroppsvarmen kan være nok til å antenne det. Fosforbrannsår damper hvitt, lyser i mørket og lukter av hvitløk så lenge det finnes rester av fosfor i såret. Disse bør fjernes hurtigst mulig, også p.g.a. giftvirkningen.

Også fosfin er svært giftig. Luft som inneholder 400 ppm (0,04 %) fosfin er en øyeblikkelig drepende giftgass. Grensen for fosfininnholdet i arbeidsmiljø er satt til 0,3 ppm. Symptomene på forgiftning er vekttap, mavesmerter, hodepine, kvalme, rennende nese, hoste og depresjon. Fosfin har en karakteristisk hvitløkslukt som kan registreres ved et luftinnhold på 2 ppm.

Også fosfortriklorid er nokså giftig. Fosfortriklorid er en væske med høyt damptrykk ved romtemperatur. En dampkonsentrasjon på 600 ppm i luft dreper i løpet av minutter. 0,7 ppm er en definert toleransegrense for arbeidsmiljø. Hudkontakt bør unngås.

UTNYTTELSE
På grunn av fosforets store betydning i biokjemien er det ikke annet å vente enn at det meste av de fosforprodukter som omsettes går til gjødsels- og ernæringsformål. Fosfor ble fremstilt av urin de første hundre årene etter oppdagelsen, men økende etterspørsel til gjødselsformål tvang brukerne til å lete etter andre kilder. Under og etter napoleonskrigene ble slagmarkene endevendt for bein som ble brukt til fosfatgjødning. Bein og guano var lenge de viktigste fosforkildene. Først tidlig på 1840-tallet måtte man grave dypere.

Superfosfat er den kommersielle betegnelsen på et hydratisert kalsiumdihydrogenfosfat blandet med kalsiumsulfat, og brukes mye til gjødningsformål. Det lages av apatitt eller fosforitter ved reaksjon med svovelsyre:
2 Ca₅(PO₄)₃F + 7 H₂SO₄ + H₂O -> 7 CaSO₄ + 3 Ca(H₂PO₄)₂.H₂O + 2 HF.

Thomasfosfat er et biprodukt ved bessemerering av fosforholdig råjern. Det inneholder et kalsiumfosfat-silikat som plantene er i stand til å Nyttiggjøre seg.

Også til dyrefôr brukes avfluorerte fosfatmineraler, som i handelen består av stort sett rent kalsiumortofosfat.

Fra 1850-tallet av har monohydratisert kalsiumdihydrogenfosfat, Ca(H₂PO₄)₂× H₂O, (E341a) vært en hovedbestanddel av bakepulver fordi en svak syre er nødvendig for å frigjøre karbondioksyd fra natriumbikarbonatet som er den andre hovedbestanddelen. Selvhevende mel og ferdigsolgte deigblandinger inneholder vannfritt kalsiumdihydrogenfosfat i partikler som har et beskyttende, glassaktig dekke av kalium-natrium-aluminium polyfosfat og derfor ikke reagerer med bikarbonatet før temperaturen heves.

Dihydratisert kalsiummonohydrogenfosfat, CaHPO₄.2H₂O, polerer tannemalje effektivt uten å forårsake for mye slitasje, og har vært mye brukt i tannpasta. Vannfritt monohydrogenfosfat sliter mer, men har vært brukt i kombinasjon med dihydratet i spesialtannpasta for røykere, som trenger hardere slipemidler.

Også ammoniumfosfater brukes både til gjødning og ernæring, og er spesielt effektive gjødningsmidler p.g.a. nitrogeninnholdet. Dessuten er de effektive midler til å gjøre cellulosematerialer mindre brennbare. Mange andre fosforforbindelser har samme anvendelse. Bruken i ullfarging baserer seg på at ammoniakk gradvis unnslipper ved koking, og at pH derved synker gradvis slik at fargestoffene, som felles ut i sur løsning, farger jevnere enn ved rask tilsetting av syre.

Også andre fosfater finner anvendelse, for en stor del til næringsmiddelformål. Alkalifosfatene har anvendelige syre-baseegenskaper. Siden alkalimetallene er mye sterkere baser enn fosforsyren er sur, er surhetsgraden sterkt avhengig av hvor mange av de tre hydrogenatomene i syren som er substituert. De midtre er gjerne gode buffermidler, mens de ytre kan brukes til foskjellige renseformål. Fosfat i vaskemidler er jo en beryktet sak, som grunner seg i at fosfatet i det utskylte vaskevannet virker sterkt vekstfremmende på alger i utløpsbassengene. Natriumtrifosfat, Na₅P₃O₁₀ (E451a) og kaliumpyrofosfat, K₄P₂O₇ (E450e) har vært mest brukt til dette formålet. Kaliumdihydrogenfosfat, KH₂PO₄, kan gros til flere desimeter lange krystaller og har gode piezoelektriske egenskaper. Ubåtsonarer og andre piezoelektriske applikasjoner har vært bruksområder. Trikaliumfosfat, K₃PO₄ kan i løsning absorbere hydrogensulfid fra gass. Bor- og aluminiumfosfat er høytsmeltelige, og brukes i keramiske og andre høytemperaturformål.

I næringsmidler er E339 natrium-, E340 kalium-, E341 kalsium- og E342 ammoniumfosfat. Det legges gjerne til en a, b eller c for å betegne hvor mange kationer som er bundet, f.eks. er E340a monokaliumdihydrogenfosfat og E339b dinatriummonohydrogenfosfat. Fosfatene brukes f.eks. som buffermiddel i osteproduksjon, E341c som klumpemiddel, f.eks. i melis. De kan binde metaller og forsterker virkningen av antioksydantene. Kondenserte fosfater brukes som fortykningsmidler, vannbindende midler og hevemidler og som konserveringsmidler i sukret, kondensert melk. I saltede kjøttprodukter binder de vann og gjør kjøttet bløtere. I frukt og grønnsaker brukes de til å binde jern og kobber for å unngå misfarging. E450 er pyrofosfater av kalium og natrium, E450a dinatriumdihydrogenpyrofosfat, c tetranatriumpyrofosfat, d og e tilsvarende for kalium. E451 er trifosfater av natrium (spesifisert ved a) og kalium (b). E452 er polyfosfater av natrium (a) og kalium (b).

Fosforsyre brukes mye til å rustbehandle metaller før de males eller lakkeres. Den etser bort gammelt oksyd og legger igjen et tynt fosfatlag på metallet som beskytter mot korrosjon og fester maling og lakk bedre. En blanding av fosforsyre og salpetersyre kan brukes til å gi aluminium en speilblank overflate. En 75 % løsning av fosforsyre er bra til elektrolyttisk polering av rustfritt stål. Både ortofosforsyre og andre fosforsyrer er mye brukt som katalysatorer, bl.a. i olje- og plastindustrien. Og forøvrig er det fosforsyre (E338) som gir cola'en den syrlige og bitre smaken (ca. 0,05 % H₃PO₄).

Av andre fosforforbindelser brukes natriumhypofosfitt, NaH₂PO₂.H₂O, til ikke-elektrisk fornikling. Tetrafosfortrisulfid, P₄S₃, brukes i fyrstikker som kan antennes uten riveflate. Fosforpentoksyd er et effektivt tørkemiddel. Mange fosforforbindelser har katalytiske egenskaper. Mange insektgifter er basert på fosfor. Fosfin og fosfider som frigjør fosfin brukes også til generell skadedyrbekjempelse.

Dinatriumguanylat (E627) er natriumsaltet av et modifisert nukleotid som fås fra gjær eller lages syntetisk og brukes som smaksforsterker, spesielt i kjøtt og fisk, 10-20 ganger så effektiv som glutamat. Inosinsyre (E630) og dinatriuminosinat (E631) virker også smaksforsterkende og kan fremstilles av forskjellige planter.

Lecitin (E322) er et fosfolipid som er meget utbredt i naturen og fremstilles av soya og brukes som emulgator, antioksydant, tabletteringsmiddel og næringsstoff. Det er spesielt mye av det i eggeplommer og det er eggeplommene som fungerer som emulgator i majones og gjør det mulig å blande oljen og vannet.

Ammoniumfosfatid (E442) er et fosfolipid som lages av rapsfrøolje og fosforforbindelser og brukes som stabilisator og emulgator i sjokolade.

Fosforets evne til å lage metalliske fosfider med overgangsmetaller kan brukes metallurgisk. En legering med 0,1 til 0,3 % fosfor i jern øker styrken og korrosjonsbestandigheten betraktelig. Kobberlegeringer med 2-6 % fosfor (fosforbronser) kan valses ved 450-650 °C til en tykkelse av 0,53 mm.

De radioaktive isotopene ³²P og ³³P kan brukes til merking av fosforholdige substanser for å studere prosesser som de gjennomgår. Ved siden av karbon-14 var fosfor-32 den første radioisotopen som ble tatt i bruk til dette formålet.

De første fyrstikkene kom på 1780-tallet, og besto av en papirstripe med et hode av hvitt fosfor innesluttet i et glassrør. For å gjøre ild knuste man glasset og lot lufta antenne fosforet og dermed papiret. Senere ble det brukt trestikker med et hode av hvitt fosfor blandet med kalk, lim og svovel. I stedet for kalken kunne det brukes diatoméjord, som er rik på kalkholdige mikrofossiler. Svovelet kunne erstattes av parafin. Senere kom også kaliumklorat med i blandingen. Når man avstrøk en slik fyrstikk ble fosforet antent av friksjonsvarmen. Oksygen avgis fra kloratet og begge disse eksoterme reaksjonene antenner svovelet som overfører en flamme til trestikken. Kalken eller diatoméjorda tjener til å regulere og moderere forbrenningen. Slike fyrstikker ble fabrikkert første gang på 1830-tallet, men de mange dødsfallene i produksjonsindustrien og ulykkene som skjedde p.g.a. lettantenneligheten av stikkene førte til at "sikkerhetsstikkene" (patentert allerede 1844) overtok. Den siste produksjonen av de gamle ble knekket med skattemessige virkemidler i USA i 1913. I sikkerhetsstikker kan hodet bestå av typisk 50 % kaliumklorat, 10 % lim, 5 % svovel eller antimontrisulfid og resten for det meste glasspulver for å øke friksjonen. Den svarte riveflaten kan bestå av 50 % rødt fosfor til antenning, 15 % lim, 30 % glasspulver og 5 % sinkoksyd eller kalsiumkarbonat for å gjøre fosforet stabilt mot spontan oksydasjon. Trestikkene (oftest osp) er impregnert med parafin nærmest hodet for å lette flammeoverføringen, og tvers igjennom med ammoniumdihydrogenfosfat som hindrer glødning og oppflising av veden og holder stikka sammen med hodet etter avbrenningen.

Fosfor brukes i militærteknologien i lys-, røyk- og brannbomber. Røyken av fosforpentoksyd som avgis av brennende hvitt fosfor med forsterket oksygentilgang er svært tett og ugjennomtrengelig. Brannbomber med fosfor har den fordelen at ved sprenging fylles luften med brennende fosfordråper som klistrer seg til fiendens klær. Nervegasser som sarin, soman og tabun baseres også på fosfor.

Kruttlapper som brukes i dertil egnede pistoler av ennå ikke utvokste fiender, består av to atskilte seksjoner hvorav den ene er kaliumklorat og den andre rødt fosfor, svovel og kalsiumkarbonat. En liten eksplosjon resulterer når de to seksjonene slås sammen i pistolen.

Hovedkilder:

Prof.dr.phil. Haakon Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.7)
CRC Handbook of Chemistry anf Physics, 57th ed. 1976-77.
Håkon Flood, Kjemi, Cappelen, 1962.
Per Kofstad, Uorganisk kjemi, Aschehoug, 1979.
Gunnar Hägg, Allmän och Oorganisk Kemi, Almqvist & Wiksell, 1966.
F.Albert Cotton og Geoffrey Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley & Sons, 1988.
Arthur D.F. Toy, The Chemistry og Phosphorus, Pergamon Press, 1973.
Moe & Munksgaard, Elementær Biokemi, Nyt Nordisk Forlag, 1986.
Orla Zinck og Torben Hallas-Møller, E-nummerboken, Ex Libris 1994, overs. Gunnar Bureid.
Mary Elvira Weeks, Discovery of the Elements, Journal of Chemical Education 1968.

:-) LEF