元素磷于1669年由Hennig Brand發(fā)現(xiàn)。大約200年后，詹姆斯·雷德曼（James Readman）開(kāi)發(fā)了一種使用電爐從磷礦石中回收磷的方法。 磷是地球上分布最廣泛的元素之一，在幾乎所有火成巖，沉積物沉積物和海床中都以磷酸鹽形式發(fā)現(xiàn)。 磷存在于300多種礦物質(zhì)中，通常與Ca，Mg，F(xiàn)e，Sr，Al，Na和其他幾種金屬以及諸如硅酸鹽，硫酸鹽， 氧化物，氫氧化物和鹵化物之類的陰離子有關(guān)。磷是所有生物中必不可少的元素，在生物和生態(tài)過(guò)程中至關(guān)重要，它發(fā)生在DNA和其他核酸以及骨骼中。 磷用于煙火，炸彈，燃燒彈和安全火柴，它也用于有機(jī)合成，磷酸，三氯化磷，膦和其他化合物的生產(chǎn) 。

固相中的元素磷以三種主要的同素異形體存在：（1）可能以α或β修飾形式出現(xiàn)的白磷或黃磷；（2） 紅磷；和（3）黑磷。
白磷是一種白色，柔軟，蠟狀的透明物質(zhì)，經(jīng)常由于雜質(zhì)呈現(xiàn)黃色。有大蒜味。它由立方晶體組成，密 度為1.82 g / cm3，在44.1℃熔化為無(wú)色或微黃色液體。X射線衍射研究和31P-NMR分析表明，四面體P4 分子的原子間距離為2.21Å，并且這些分子能夠在晶體中自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)冷卻至–76.9°C以下時(shí)，立方α 形式轉(zhuǎn)化為密度為1.88 g/cm3的六邊形β變體。與α形式不同，β形式在晶體中不能自由旋轉(zhuǎn)，但晶格 中P4分子的方向固定。
在230至240℃下加熱，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷，完全轉(zhuǎn)化在48小時(shí)內(nèi)完成，此反應(yīng)可由硫，碘和硒作催化劑。 紅色同素異形體還會(huì)從液態(tài)磷或白磷溶液中緩慢沉積析出，其沉積速率和產(chǎn)率取決于催化劑，溫度，光 和其他因素。紅磷表現(xiàn)出不同形式，有三種常見(jiàn)形式，一種是常溫下的無(wú)定形形式，還有兩種晶體變體 ，這兩種變體包括三斜晶形體和六邊形或四邊形體。還存在一些其他形體，所有這些形體可以共存。在 常溫下，紅磷的三斜變化是所有同素異形體中最穩(wěn)定的。紅磷的密度為2.0至2.31 g / cm3，在590°C時(shí) 熔化。
黑磷是磷的第三種主要同素異形形式。它以兩種形式出現(xiàn)，一種是具有類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu)的無(wú)定形 變體，另一種是正交晶體。黑磷的密度可能在2.20至2.69 g/cm3之間變化。黑磷是通過(guò)將白磷在約 10,000個(gè)大氣壓的極高壓力下在220°C加熱下而獲得。
當(dāng)任何形式的固態(tài)磷（白色，紅色或黑色）熔化時(shí)，會(huì)形成相同的液態(tài)磷。該液體的密度為1.74g / cm 3，在50℃下的粘度為1.69厘泊。液態(tài)磷在280.5°C沸騰。冷卻后，液態(tài)磷固化為白磷。液態(tài)磷及其蒸氣 由四面體P4分子組成，蒸氣在迅速凝結(jié)后也轉(zhuǎn)化為白磷。
白色和紅色磷具有高電阻率，而黑磷在0°C下具有0.71 ohm-cm的低電阻率。三種磷的溶解度也相差很大 。白磷可溶于許多有機(jī)溶劑。它在二硫化碳中的溶解度非常高，在0°C時(shí)約400 g / 100 g的溶劑，在苯 中適度溶解（在25°C時(shí)約?3.59 g / 100g），在乙醚中的溶解度較低（在25°C時(shí)約1.5g / 100g） ° C）。紅磷和黑磷不溶于有機(jī)溶劑。白磷是一種易燃固體，在35°C的空氣中自燃。紅色和黑色磷不易燃 ，黑磷很難點(diǎn)燃。

漢尼格·布蘭德于1669年在德國(guó)漢堡發(fā)現(xiàn)了磷，當(dāng)時(shí)他正在從尿液中提取磷。布蘭德稱他發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)為冷火，因?yàn)樗诤诎抵邪l(fā)光。布蘭德是個(gè)煉金術(shù)士，和其他煉金術(shù)士一樣，他對(duì)自己的方法守口如瓶。他沒(méi)有公開(kāi)透露自己的方法，而是選擇把它賣給約翰·丹尼爾·克拉夫特(Johann Daniel Kraft)和昆克爾·馮·洛溫斯坦(Kunckel von Lowenstern)。為了得到更多的報(bào)酬，他還向戈特弗里德·威廉·萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)透露了自己的秘密。萊布尼茨，同樣以煉金術(shù)士的角度思考，他錯(cuò)誤地認(rèn)為布蘭德可能通過(guò)生產(chǎn)大量的磷來(lái)發(fā)現(xiàn)“哲學(xué)家之石”。
布蘭德的方法是將尿液蒸發(fā)，留下黑色的殘留物，然后留幾個(gè)月。然后用沙子把殘?jiān)訜幔迅鞣N氣體和油從水中冷凝出來(lái)。最后一種被排出的物質(zhì)是磷，它凝結(jié)成白色固體。這是一種典型的煉金術(shù)方法，煉金術(shù)士研究體液的性質(zhì)，希望更好地了解生物，以尋找他們認(rèn)為提供了永生前景的魔法石。1737年，一個(gè)不知名的人把布蘭德的方法賣給了巴黎的科學(xué)院，使它廣為人知。直到18世紀(jì)70年代，氯氣的發(fā)現(xiàn)者、氧的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)者之一、瑞典科學(xué)家卡爾·威廉·舍勒發(fā)現(xiàn)磷可以從骨頭中提取出來(lái)，這種方法才得以產(chǎn)生磷。它的名字來(lái)源于希臘單詞磷，意思是帶來(lái)光明。

磷在自然界中不會(huì)以其元素態(tài)出現(xiàn)，因?yàn)樗子谘趸?，因此?huì)沉積為磷礦石。第15組的其余元素主要來(lái) 自礦物，但也可以以其元素形式存在于地殼中。公認(rèn)有21個(gè)磷同位素。磷礦石中含有磷灰石（一種不純 的磷酸三鈣）礦物，是該元素的重要來(lái)源。在俄羅斯，中國(guó)，摩洛哥以及佛羅里達(dá)州，田納西州，猶他 州，愛(ài)達(dá)荷州和其他地方發(fā)現(xiàn)了大量礦床。

磷的同素異形體和化合物具有許多重要用途，大多數(shù)元素磷用于生產(chǎn)磷酸，磷酸是用于生產(chǎn)三磷酸鹽肥 料的固體，一些土壤需要大量的磷才能生長(zhǎng)出的作物。通過(guò)加熱白磷或?qū)琢妆┞对陉?yáng)光下可形成紅色 磷光體。它與爆炸性白磷有很大不同。例如，在表面上刮擦?xí)r，由紅磷制成的安全火柴頭會(huì)由于粗糙表 面上火柴的輕微摩擦而變回白磷并點(diǎn)燃。紅磷還用于煙花，炸彈和殺蟲劑中，并用于制造磷酸，電致發(fā) 光涂料和化肥。
磷是生物的必需元素。它是組織（尤其是骨骼和牙齒）和細(xì)胞的重要組成部分，是核酸和載能分子（例如ATP）形成所必需的，并且還參與各種代謝反應(yīng)。
磷（P）是植物的重要營(yíng)養(yǎng)素。它是原子序數(shù)為15的非金屬元素。它屬于元素周期表的第15組。磷的使用高達(dá)氮的十分之一。大多數(shù)植物中磷的含量在0.1％到0.4％之間，大大低于植物中鉀和氮的含量。磷是細(xì)胞核中核蛋白的重要組成部分，核蛋白控制著細(xì)胞分裂和DNA分子，后者將遺傳基因傳遞給活生物體。磷在（a）刺激根的早期生長(zhǎng)，（b）促進(jìn)植物成熟，（c）轉(zhuǎn)換細(xì)胞內(nèi)的能量以及（d）使果實(shí)和種子發(fā)育和成熟中也起重要作用。磷被正確地稱為生命的關(guān)鍵，因?yàn)樗苯訁⑴c大多數(shù)生命過(guò)程。

通常通過(guò)在電爐中將某種形式的磷酸鈣與石英和焦炭一起加熱來(lái)獲得白磷。反應(yīng)可分為以下兩個(gè)步驟：
Ca3（PO4）2 + 3SiO2→3CaSiO3 + P2O5
P2O5 + 5C→2P + 5CO
在商業(yè)規(guī)模上，白磷主要由氟硅石礦物與二氧化硅和焦炭加熱制得。電弧爐或高爐，溫度為1200至1500°C。總體反應(yīng)可以用以下方程式表示：
4Ca5F（PO4）3 + 18SiO2 + 30C→18CaO•SiO2•2CaF2 + 30CO↑+ 3P4↑
（爐渣）白磷也可以通過(guò)使用磷酸的濕法生產(chǎn)，這種方法在商業(yè)生產(chǎn)中一直沿用。在這種方法中，磷酸通常是通過(guò)使磷礦石與硫酸反應(yīng)在大桶中制得的：
Ca5F（PO4）3 + 5H2SO4 + 10H2O→3H3PO4 + 5CaSO4•10H2O + HF
從混合物中過(guò)濾掉磷酸，然后與焦炭，木炭或鋸末混合；干燥；焦化最后在耐火泥罐中加熱至白熱蒸汽：H3PO4 + 16C→P4 + 6H2 + 16CO 冷凝蒸汽得到白磷。
如前所述，所有其他形式的磷都可以由白磷制成。因此，首先將白磷在260°C加熱幾個(gè)小時(shí)，然后在350°C加熱，得到紅磷。該轉(zhuǎn)化是放熱的，并且在碘作為催化劑的存在下會(huì)爆炸。當(dāng)輻照二硫化碳或三溴化磷中的白磷溶液時(shí)，會(huì)獲得鮮紅色的磷。
黑磷是通過(guò)將白磷在220°C和12,000個(gè)大氣壓下加熱而制得的。轉(zhuǎn)換最初很慢，但是在過(guò)渡期之后可能變得快速和爆炸性。

白磷是一種劇毒物質(zhì)，包括急性和慢性毒性物質(zhì)。長(zhǎng)期暴露于其蒸氣中會(huì)導(dǎo)致“下顎疼痛”；頜骨壞死。其他癥狀是支氣管肺炎，骨骼變化，貧血和體重減輕。食入可能引起惡心，嘔吐，腹痛，腹瀉和昏迷。皮膚接觸可導(dǎo)致嚴(yán)重灼傷。在眼睛上會(huì)損害視力。 紅磷比白色同素異形體的毒性小得多。燃燒時(shí)，其煙霧極具刺激性。白磷是易燃固體，暴露于空氣中會(huì)自燃。

磷在與空氣接觸時(shí)會(huì)自燃，快速燃燒，釋放出濃密的白色刺激性煙霧。紅磷是一種易燃固體，但暴露于空氣中不會(huì)自燃。在高溫（-300°C）下，紅磷轉(zhuǎn)化為白色形式。