Tại sao photpho trắng lại phát quang

Với tính chất hóa học đặc trưng, nguyên tố photpho có liên quan đến những chiếc hộp sọ phát sáng, những bóng ma ngoài nghĩa địa và hiện tượng tự bốc cháy ở con người.

Photpho (P) là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống. Nó kết hợp với oxy để tạo ra phosphate, hợp chất đóng vai trò tạo ra liên kết trong ADN, làm xương chắc khỏe và thực hiện các phản ứng hóa học bên trong tế bào con người.

Do độ hoạt động hóa học cao đối với oxy trong không khí và các hợp chất chứa oxy khác nên phốtpho trong tự nhiên không tồn tại ở dạng đơn chất, mà nó phân bổ rộng rãi trong các loại khoáng chất khác nhau. Photpho nguyên chất có nhiều dạng và màu sắc như trắng, đỏ, tím, đen, hồng, tùy thuộc vào sự sắp xếp của các nguyên tử.

Photpho được nhà giả kim thuật người Đức Hennig Brandt phát hiện năm 1669 thông qua việc điều chế nước tiểu. Brand đã cố gắng chưng cất các muối bằng cách cho bay hơi nước tiểu, và trong quá trình đó ông đã thu được một khoáng chất màu trắng, dạng sáp có khả năng phát sáng màu xanh lá cây trong bóng đêm và cháy sáng rực rỡ.

Brand đặt tên cho hợp chất mới là photpho, theo tiếng Hy Lạp nghĩa là “vật mang ánh sáng” đúng theo những gì ông quan sát được từ hợp chất này. Tuy nhiên bản chất vật lý của hiện tượng phát quang không trùng với cơ chế phát sáng của phốtpho: “Brand đã không nhận ra rằng thực tế phốtpho cháy âm ỉ khi phát sáng.”

Brand còn hy vọng photpho có thể là sự lựa chọn an toàn để thay thế nến thắp sáng cho ngôi nhà. Tuy nhiên, có 2 vấn đề ở đây khiến ý tưởng của ông không trở thành hiện thực:

Thứ nhất, phopho phân hủy theo thời gian tạo thành các hợp chất có mùi khó chịu. Thứ hai là tính dễ bốc cháy của photpho trắng. Photpho trắng phát sáng màu xanh lá cây là do nó phản ứng với oxy trong không khí. Phản ứng này dễ dàng tăng tốc, nhanh chóng phát triển thành ngọn lửa và khói trắng có thể gây cháy nhà.

Chính điểm dễ bốc cháy này khiến photpho có liên quan đến 1 số hiện tượng ma quái. Đầu tiên là hiện tượng người tự bốc cháy.

Do tính dễ cháy trong không khí ngay cả ở nhiệt độ thường nên đây là nguyên nhân khiến nhiều người liên tưởng đến hiệ tượng người tự bốc cháy.Vi khuẩn trong ruột chuyển đổi hợp chất phosphate có trong thực phẩm thành phosphine (PH3) – hợp chất tự cháy khi tiếp xúc với không khí. Tuy giả thuyết này nghe có vẻ hợp lý nhưng nhiều khả năng nó không phải là nguyên nhân chính vìchưa có trường hợp tự cháy trong tự nhiên được phát hiện.

Thứ 2 là hiện tượng kỳ dị trong nghĩa địa: ma trơi.

Ma trơi là những ánh sángđốm lửa xanh lè chập chờn xuất hiện tại nghĩa địa vào ban đêm. Đây làhiện tượng các hợp chất phốtpho được hình thành từ hoạt động của vi khuẩn sống dưới lòng đất phần mộ (gồm hai chất đó là phosphonine (PH3) và diphotphin) trong xương người và sinh vật dưới mồ bốc lên thoát ra ngoài, gặp không khí trong một số điều kiện sẽ bốc cháy thành lửa các đốm lửa nhỏ với độ sáng khá nhỏ (xanh nhạt), lập lòe, khi ẩn khi hiện.

Photpho được sử dụng nhiều trong thế kỷ 19 trong sản xuất diêm, tạo ra ngọ lửa nhỏ từ quá trình ma sát. Tuy nhiên những công nhân làm việc trong những nhà máy này bị phơi nhiễm phopho với mức độ cao, họ gặp phải các triệu chứng đau răng và rụng răng, mặt sưng lên, biến dạng xương hàm, tổn thương gan.

Tuy vậy, photpho vẫn được sử dụng cho đến đầu thế kỷ 20. Nước Anh trong giai đoạn này đã cấm sử dụng photpho trắng trong sản xuất diêm và thay vào đó là photpho đỏ an toàn hơn.

Ngày nay, photpho trắng được sử dụng nhiều trong lĩnh vực quân sự, đặc biệt là vũ khí hóa học. Khi được bắn ra từ những quả bom,đạn pháo phát nổ,photpho trắng bốc cháy mãnh liệt trong không khí, gây bỏng nặng cho đối phương và rất khó dập tắt. Đặc điểm này gần giống như bomNapalm.

Công ước Geneva năm 1977 đã chính thức liệt photpho trắng vào danh sáchcấm những vũ khí “gây thương vong hoặc đau đớn không cần thiết” nhưng nhiều nước hiện nay vẫn âm thầm sử dụng.