Phốtpho (từ tiếng Hy Lạp phosphoros, có nghĩa là "vật mang ánh sáng" và nó cũng là tên gọi cổ đại của Sao Kim) đã được nhà giả kim thuật người Đức là Hennig Brand phát hiện năm 1669 thông qua việc điều chế nước tiểu. Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống.
Phốtpho tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ và đen. Các dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại. Phổ biến nhất là phốt pho trắng và phốt pho đỏ, cả hai đều chứa các mạng gồm các nhóm phân bổ kiểu tứ diện gồm 4 nguyên tử phốtpho.
Phốtpho vô cơ trong dạng phốtphat PO43- đóng một vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này.
Cơ thể chúng ta trung bình chứa 1 kg P. Với số lượng đó, nhà máy diêm có thể sản xuất được hàng trăm bao diêm. Sự phân bố P trong cơ thể chúng ta không đều. Các tổ chức mềm tạo nên các cơ quan cần có một giá đỡ cứng và có thể cử động được, đó là bộ xương.
Tính rắn của bộ xương là do canxi photphat, một chất kết tinh rắn duy nhất trong số hàng nghìn chất cấu tạo nên cơ thể con người. P tập trung nhiều nhất ở trong xương, khoảng 100g tập trung ở bắp thịt và gần 10g ở tổ chức thần kinh.
Nếu P trong xương mất đi thì thân thể chúng ta trở thành một khối không có hình dáng, nếu P trong bắp thịt mất đi thì chúng ta sẽ mất khả năng cử động, và nếu P trong tổ chức thần kinh mất đi thì chúng ta sẽ ngừng suy nghĩ.
Không có P sẽ không có tư tưởng. Bạn vui mừng hay sợ hãi, hoặc nảy ra một ý tưởng mới, hoặc sút 1 quả bóng chính xác vào lưới, tất cả những điều đó không thể thực hiện được nếu trong cơ thể chúng ta thiếu P. Sự hoạt động của não, sự co rút của bắp thịt chính là kết quả của sự biến đổi hóa học của các lớp chất này.
P là một nguyên tố rất phổ biến trong tự nhiên. Do đó nếu P trên trái đất mất đi thì cảnh tượng duy nhất chúng ta thấy được, đó là trên trái đất hoàn toàn không có sự sống. Ở bất kỳ nơi nào cũng có lượng nhỏ P. Nếu trên trái đất không có P thì cũng không có một ngọn cỏ nào có thể mọc lên được.
Do độ hoạt động hóa học cao đối với ôxy trong không khí và các hợp chất chứa ôxy 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. Các loại đá phốtphat, trong đó một phần cấu tạo là apatit (khoáng chất chứa phốtphat tricanxi dạng không tinh khiết) là một nguồn quan trọng về mặt thương mại của nguyên tố này.
Là nguồn nguyên liệu quan trọng tạo nên thành phần phốtpho trong phân bón giúp cây trồng hấp thụ nguyên tố này từ đất.
Tại Việt Nam, nguồn cung cấp phốtpho lớn nhất là mỏ apatit Lào Cai, nơi cung cấp nguyên liệu chính để sản xuất phân supephốtphat.
Dù ở dạng này hay dạng khác, P trong cơ thể chúng ta được lấy từ nguồn thức ăn thực vật (từ những cây hấp thụ P ở đất) và trong thức ăn thịt (từ động vật ăn cỏ đã hấp thụ được P của cây cối).
Nguyên tố photpho có liên quan đến những chiếc hộp sọ phát sáng, bóng ma ngoài nghĩa địa và hiện tượng tự bốc cháy ở con người.
Nhà giả kim Hennig Brandt làm thí nghiệm khám phá nguyên tố photpho. Ảnh: John McLean.
Photpho (P) là một nguyên tố quan trọng của 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, theo Guardian. Nhưng photpho cũng có mặt tối của nó, khiến một số người mô tả chất hóa học này là "nguyên tố của quỷ dữ".
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 trắng là dạng đầu tiên được phát hiện bởi nhà giả kim Hennig Brandt trong những năm 1660. Đây cũng là điểm khởi đầu cho mối liên hệ giữa nguyên tố photpho với các hiện tượng ma quái.
Brandt đun sôi một lượng lớn nước tiểu của mình để tìm kiếm vàng. Sau nhiều ngày đun nóng nước tiểu, Hennig cô lập được một loại chất rắn màu trắng, dạng sáp. Mới đầu Hennig cảm thấy thất vọng vì công sức mình bỏ ra không được đền đáp, nhưng ông nhanh chóng vui mừng trở lại khi phát hiện chất rắn mới tạo ra phát sáng màu xanh lá cây kỳ lạ trong đêm tối.
Hennig đặt tên cho hợp chất mới là photpho, theo tiếng Hy Lạp nghĩa là "vật mang ánh sáng". Ông hy vọng photpho có thể là sự lựa chọn an toàn để thay thế nến thắp sáng cho ngôi nhà. Tuy nhiên, có hai vấn đề khiến ý tưởng này không thể 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 gây cháy nhà.
Tính dễ cháy của photpho và một số hợp chất của nó dẫn đến ý kiến cho rằng đây là nguyên nhân gây ra hiện tượng bốc cháy tự phát ở người. 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. Phosphine được tìm thấy trong phân người và phân động vật nhưng với lượng rất nhỏ. Tuy giả thuyết này nghe có thể hợp lý, nhiều khả năng nó không phải là nguyên nhân khiến con người tự bốc cháy, bởi chưa có trường hợp bò tự cháy trong tự nhiên được phát hiện.
Photpho còn là thủ phạm gây nên hiện tượng kỳ dị thường xuất hiện ở các nghĩa địa, đó là những đốm lửa xanh lè chập chờn được gọi là "ma trơi".
Ma trơi trong nghĩa địa là hiện tượng các hợp chất của photpho hình thành từ hoạt động vi khuẩn phân hủy xác người bốc lên và thoát ra khỏi mộ. Chúng gặp không khí trong một số điều kiện nhất định sẽ bốc cháy thành những đốm lửa nhỏ màu xanh nhạt, lập lòe, khi ẩn khi hiện.
Vào thế kỷ 19, các nhà sản xuất sử dụng photpho trắng để làm đầu que diêm, tạo ra ngọn lửa chỉ với lượng nhiệt nhỏ từ quá trình ma sát. Công nhân làm việc liên tục 14 tiếng trong những nhà máy này bị phơi nhiễm hàm lượng photpho ở mức cao. Họ gặp phải các triệu chứng như đau răng và rụng răng, mặt sưng lên, biến dạng xương hàm, tổn thương gan.
Dù vậy, photpho trắng vẫn tiếp tục được sử dụng rộng rãi cho đến đầu thế kỷ 20. Năm 1910, nước Anh cấm sử dụng photpho trắng để làm diêm và thay thế nó bằng photpho đỏ an toàn hơn.
Photpho trắng tự cháy trong không khí.
Ngày nay, photpho trắng chủ yếu được sử dụng trong các loại vũ khí hóa học. Khi được bắn ra từ những quả bom, đạn pháo phát nổ, photpho trắng có thể tự cháy mãnh liệt trong không khí, gây bỏng nặng khiến da thịt nạn nhân hoại tử và rất khó dập tắt.
Công ước Geneva về bảo vệ các nạn nhân chiến tranh năm 1977 chính thức cấm những vũ khí "gây thương vong hoặc đau đớn không cần thiết", trong đó có phốt-pho trắng, nhưng quân đội nhiều nước hiện nay vẫn sử dụng loại vũ khí nguy hiểm này.