Fluoras yra šviesiai geltonos dujos. Jis patenka į cheminę reakciją su beveik visomis medžiagomis, įskaitant stiklą.
Fluoras: Fluoritas - Ca-F2
Fluoras naudojamas vaistams gaminti. Norint išvengti ėduonies išsivystymo, žmonėms skiriamos tabletės, kuriose yra natrio fluorido. Natrio fluorido taip pat yra dantų pastose.
Teflonas naudojamas nepridegantiems indams gaminti. Tai nuostabi medžiaga. Išvalykite kietą slidų kaip ledą. Teflonas yra labai sunkus, skirtingai nei dauguma plastikų, kurie paprastai yra lengvesni už vandenį, teflonas yra daugiau nei dvigubai tankesnis už vandenį. Teflonas yra labai naudingas, nes prie jo beveik niekas neprilimpa ir jis yra nepralaidus daugumai cheminių medžiagų. Pagrindinė teflono vertė yra ta, kad mažoje erdvėje jame yra stebėtinai didelis fluoro procentas. Pagal svorį tefloną (politetrafluoretileną) sudaro beveik 76% fluoro, likusieji 24% yra anglis. Kiekvienam anglies atomui yra du fluoro atomai, o kiekvienas fluoro atomas sveria daugiau nei anglies atomą.
Freonas arba C-H-Cl-F2 yra šaltnešis arba medžiaga, naudojama šaldymo mašinose (šaldytuvuose ir oro kondicionieriuose).
Fluoras, fluoro savybės ir parametrai
Fluoras, Įvadas |
|
| Simbolis | F |
| Lotyniškas pavadinimas | Fluoras |
| Medžiagos tipas | paprastas cheminis elementas |
| Atradėjas | A. Moissan |
| Atidarymo metai | 1886 |
Pagrindiniai fluoro parametrai pagal periodinę lentelę |
|
| Atominis skaičius Z | 9 |
| Atominė masė | 18.9984032 |
| Grupė | 17 |
| Laikotarpis | 2 |
| Priklausymas grupei | halogenai |
Mechaninės fluoro savybės |
|
| Dujinių medžiagų tankis (esant 0 °C ir 760 mmHg) | 1,696 (kilogramas / 3 metras) |
Fluoro termodinaminės savybės |
|
| Agregatinė būsena normaliomis sąlygomis | dujų |
| Lydymosi temperatūra Kelvinais | 53,55 (Kelvinas) |
| Lydymosi temperatūra Celsijaus | -219,6 (°C) |
| Virimo taškas Kelvinas | 85,03 (Kelvinas) |
| Virimo temperatūra Celsijaus | -188,12 (°C) |
Fluoro atomo savybės |
|
| e-debesų konfigūracija | 1s 2 2s 2 2p 5 |
| Atomo spindulys | 42 10–12 (metras) |
| Protonų skaičius p | 9 |
| Neutronų skaičius n | 10 |
| Elektronų skaičius e | 9 |
| Masės numeris A | 19 |
 |
|
Cheminės fluoro savybės |
|
| Valencija | 1 |
Fluoro paplitimas |
|
| 0.00004% | |
| Saulė sudaryta iš fluoro | 0.00005% |
| Vandenynai sudaryti iš fluoro | 0.00013% |
| Žmogaus kūnas sudarytas iš fluoro at | 0.0037% |
Visata |
|
| Visata sudaryta iš fluoro | 0.00004% |
Fluoras
FLUORAS- bet; m.[iš graikų kalbos. phthoros – mirtis, sunaikinimas] Cheminis elementas (F), šviesiai geltonos aitraus kvapo dujos. Įpilkite į geriamąjį vandenį f.
fluoras(lot. Fluorum), periodinės sistemos VII grupės cheminis elementas, reiškia halogenus. Laisvąjį fluorą sudaro dviatomės molekulės (F 2); blyškiai geltonos aštraus kvapo dujos t pl –219,699°C, t rulonas –188.200°C, tankis 1,7g/l. Aktyviausias nemetalas: reaguoja su visais elementais, išskyrus helią, neoną ir argoną. Fluoro sąveika su daugeliu medžiagų lengvai virsta degimu ir sprogimu. Fluoras sunaikina daugybę medžiagų (iš čia ir pavadinimas: graikiškai phthóros – sunaikinimas). Pagrindiniai mineralai yra fluoritas, kriolitas, fluorapatitas. Fluoras naudojamas organiniams fluoro junginiams ir fluoridams gauti; fluoras yra gyvų organizmų audinių (kaulų, dantų emalio) dalis.
FLUORASFLUORAS (lot. Fluorum), F (skaitykite „fluoras“), cheminis elementas, kurio atominis skaičius 9, atominė masė 18.998403. Natūralus fluoras susideda iš vieno stabilaus nuklido (cm. NUKLIDAS) 19 F. Išorinio elektronų sluoksnio konfigūracija 2 s 2
p 5
. Junginiuose jis turi tik oksidacijos laipsnį –1 (valentas I). Fluoras yra Mendelejevo periodinės elementų sistemos VIIA grupės antrajame periode, reiškia halogenus. (cm. HALOGENAI).
Neutralaus fluoro atomo spindulys yra 0,064 nm, F jono spindulys yra 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) ir 0,119 (6) nm (skliausteliuose nurodyta koordinacinio skaičiaus reikšmė) . Neutralaus fluoro atomo nuoseklios jonizacijos energijos yra atitinkamai 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 ir 114,2 eV. Elektronų giminingumas 3,448 eV (didžiausias tarp visų elementų atomų). Pagal Paulingo skalę fluoro elektronegatyvumas yra 4 (didžiausia vertė tarp visų elementų). Fluoras yra aktyviausias nemetalas.
Laisva forma fluoras yra bespalvės dujos, turinčios aštrų kvapą.
Atradimų istorija
Fluoro atradimo istorija siejama su mineraliniu fluoritu (cm. FLUORITAS), arba fluoršpatas. Šio mineralo sudėtis, kaip dabar žinoma, atitinka formulę CaF 2 ir yra pirmoji fluoro turinti medžiaga, kurią pradėjo naudoti žmogus. Senovėje buvo pastebėta, kad jei lydant metalą į rūdą dedama fluorito, tai rūdos ir šlako lydymosi temperatūra sumažėja, o tai labai palengvina procesą (iš čia ir kilo mineralo pavadinimas – iš lotyniško fluo – srautas).
1771 m., apdorojant fluoritą sieros rūgštimi, švedų chemikas K. Scheele. (cm. SCHEELE Karlas Vilhelmas) paruošta rūgštis, kurią pavadino vandenilio fluorido rūgštimi. prancūzų mokslininkas A. Lavoisier (cm. Lavoisier Antoine'as Laurentas) pasiūlė, kad ši rūgštis apimtų naują cheminį elementą, kurį jis pasiūlė pavadinti „fluoru“ (Lavoisier manė, kad fluoro rūgštis yra fluoro junginys su deguonimi, nes, anot Lavoisier, visose rūgštyse turi būti deguonies). Tačiau jis negalėjo pasirinkti naujo elemento.
Naujajam elementui buvo suteiktas pavadinimas „fluor“, kuris atsispindi ir lotyniškame pavadinime. Tačiau ilgalaikiai bandymai izoliuoti šį elementą laisva forma nebuvo sėkmingi. Daugelis mokslininkų, kurie bandė jį gauti laisva forma, tokių eksperimentų metu mirė arba tapo neįgalūs. Tai anglų chemikai broliai T. ir G. Knoxai ir prancūzai J.-L. Gėjus Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis) ir L. J. Tenardas (cm. TENARAS Louisas Jacquesas), ir daugelis kitų. Samas G. Deivis (cm. DEVI Humphrey), kuris pirmasis laisvu pavidalu gavo natrio, kalio, kalcio ir kitų elementų, atlikus eksperimentus dėl fluoro gamybos elektrolizės būdu, apsinuodijo ir sunkiai susirgo. Tikriausiai, visų šių nesėkmių įspūdis, 1816 m. naujajam elementui – fluorui (iš graikų ptoros – sunaikinimas, mirtis) buvo pasiūlytas skambesiu panašus, bet visiškai kitokios reikšmės pavadinimas. Šis elemento pavadinimas priimtas tik rusiškai, prancūzai ir vokiečiai fluorą ir toliau vadina „fluoru“, britai – „fluoru“.
Net toks puikus mokslininkas kaip M. Faradėjus negalėjo gauti laisvo fluoro (cm. FARADEUSAS Michaelas). Tik 1886 metais prancūzų chemikas A. Moissan (cm. Moissan Henri), naudojant skysto vandenilio fluorido HF elektrolizę, atšaldytą iki -23 °C temperatūros (skystyje turi būti šiek tiek kalio fluorido KF, kuris užtikrina jo elektrinį laidumą), pavyko gauti pirmąją porciją naujo, itin reaktyvaus. dujos prie anodo. Pirmuosiuose eksperimentuose Moissan fluorui gauti naudojo labai brangų elektrolizatorių iš platinos ir iridžio. Tuo pačiu metu kiekvienas gauto fluoro gramas „suvalgydavo“ iki 6 g platinos. Vėliau Moissan pradėjo naudoti daug pigesnį varinį elektrolizatorių. Fluoras reaguoja su variu, tačiau reakcijos metu susidaro labai plona fluoro plėvelė, kuri neleidžia toliau ardyti metalo.
Buvimas gamtoje
Fluoro kiekis žemės plutoje yra gana didelis ir sudaro 0,095% masės (žymiai daugiau nei artimiausio fluoro analogo grupėje - chloro). (cm. CHLORAS)). Dėl didelio cheminio fluoro aktyvumo laisvoje formoje, žinoma, nerasta. Svarbiausi fluoro mineralai yra fluoritas (fluoršpatas), taip pat fluorapatitas 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 ir kriolitas (cm. CRIOLITAS) Na 3 AlF 6 . Fluoras kaip priemaiša yra daugelio mineralų dalis ir randamas požeminiame vandenyje; jūros vandenyje 1,3 10 -4% fluoro.
Kvitas
Pirmajame fluoro gavimo etape išskiriamas vandenilio fluoridas HF. Vandenilio fluorido ir vandenilio fluorido rūgšties paruošimas (cm. FLUORIO RŪGŠTIS)(vandenilio fluorido) rūgštis, kaip taisyklė, atsiranda kartu su fluorapatito perdirbimu į fosfatines trąšas. Dujinis vandenilio fluoridas, susidaręs apdorojant fluorapatitą sieros rūgštimi, surenkamas, suskystinamas ir naudojamas elektrolizei. Elektrolizė gali būti atliekama tiek skystu HF ir KF mišiniu (procesas vykdomas 15-20°C temperatūroje), tiek KH 2 F 3 lydalu (70-120°C temperatūroje) arba KHF 2 lydalas (245-310°C temperatūroje) .
Laboratorijoje, norint paruošti nedidelius laisvo fluoro kiekius, galite naudoti arba kaitinimą MnF 4, kurio metu pašalinamas fluoras, arba kaitinant K 2 MnF 6 ir SbF 5 mišinį:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2 .
Fizinės ir cheminės savybės
Įprastomis sąlygomis fluoras yra dujos (tankis 1,693 kg / m 3), turinčios aštrų kvapą. Virimo temperatūra -188,14°C, lydymosi temperatūra -219,62°C. Kietoje būsenoje jis sudaro dvi modifikacijas: a formą, kuri egzistuoja nuo lydymosi temperatūros iki –227,60 °C, ir b formą, kuri yra stabili žemesnėje nei –227,60 °C temperatūroje.
Kaip ir kiti halogenai, fluoras egzistuoja kaip dviatomės molekulės F 2 . Atstumas tarp branduolių molekulėje yra 0,14165 nm. F 2 molekulei būdinga anomaliai maža disociacijos į atomus energija (158 kJ/mol), o tai ypač lemia didelį fluoro reaktyvumą.
Cheminis fluoro aktyvumas yra labai didelis. Iš visų fluorą turinčių elementų tik trys lengvos inertinės dujos nesudaro fluoridų – helio, neono ir argono. Visuose junginiuose fluoras turi tik vieną oksidacijos būseną -1.
Fluoras tiesiogiai reaguoja su daugeliu paprastų ir sudėtingų medžiagų. Taigi, susilietus su vandeniu, fluoras su juo reaguoja (dažnai sakoma, kad „vanduo dega fluore“):
2F 2 + 2H 2 O \u003d 4HF + O 2.
Fluoras sprogstamai reaguoja tiesiog kontaktuodamas su vandeniliu:
H 2 + F 2 \u003d 2HF.
Tokiu atveju susidaro vandenilio fluorido dujos HF, kurios neribotai tirpsta vandenyje, susidarant santykinai silpnai vandenilio fluorido rūgščiai.
Fluoras sąveikauja su dauguma nemetalų. Taigi, fluorui reaguojant su grafitu, susidaro junginiai, kurių bendra formulė CF x, fluorui reaguojant su siliciu, SiF 4 fluoridu ir su boru, BF 3 trifluoridu. Kai fluoras sąveikauja su siera, susidaro junginiai SF 6 ir SF 4 ir kt. (žr. Fluorai (cm. FLUORAS)).
Yra žinoma daug fluoro junginių su kitais halogenais, pavyzdžiui, BrF 3 , IF 7 , ClF, ClF 3 ir kiti, be to, bromas ir jodas užsidega fluoro atmosferoje įprastoje temperatūroje, o chloras sąveikauja su fluoru, kai kaitinama iki 200-250 °C.
Nereaguokite tiesiogiai su fluoru, be nurodytų inertinių dujų, taip pat azotu, deguonimi, deimantu, anglies dioksidu ir anglies monoksidu.
Netiesiogiai buvo gauti azoto trifluoridas NF 3 ir deguonies fluoridai О 2 F 2 ir OF 2, kuriuose deguonis turi neįprastas oksidacijos būsenas +1 ir +2.
Kai fluoras sąveikauja su angliavandeniliais, jie sunaikinami, kartu susidaro įvairios sudėties fluoro angliavandeniliai.
Nežymiai kaitinant (100-250°C), fluoras reaguoja su sidabru, vanadžiu, reniu ir osmiu. Su auksu, titanu, niobiu, chromu ir kai kuriais kitais metalais reakcija su fluoru pradeda vykti aukštesnėje nei 300–350°C temperatūroje. Su tais metalais, kurių fluoridai yra nelakūs (aliuminis, geležis, varis ir kt.), fluoras pastebimai greitai reaguoja esant aukštesnei nei 400-500°C temperatūrai.
Kai kurie aukštesniųjų metalų fluoridai, tokie kaip urano heksafluoridas UF 6 , gaunami veikiant fluoru arba fluorinančiu agentu, pvz., BrF 3 žemesniuosius halogenidus, pavyzdžiui:
UF 4 + F 2 = UF 6
Pažymėtina, kad jau minėta vandenilio fluorido rūgštis HF atitinka ne tik vidutinius NaF arba CaF 2 tipo fluoridus, bet ir rūgštinius fluoridus – NaHF 2 ir KHF 2 tipų hidrofluoridus.
Taip pat susintetinta daug įvairių organinių fluoro junginių. (cm. organiniai fluoro junginiai), įskaitant garsųjį tefloną (cm. TEFLONAS)- medžiaga, kuri yra tetrafluoretileno polimeras (cm. TETRAFLUOROETILENAS) .
Taikymas
Fluoras plačiai naudojamas kaip fluorinanti medžiaga gaminant įvairius fluoridus (SF 6 , BF 3 , WF 6 ir kitus), įskaitant inertinių dujų junginius. (cm. TAURIOSIOS DUJOS) Ksenonas ir kriptonas (žr. Fluoravimas (cm. FLUORAVIMAS)). Urano izotopams atskirti naudojamas urano heksafluoridas UF 6. Fluoras naudojamas teflono ir kitų fluoroplastų gamyboje. (cm. Fluoroplastikai), fluoro guma (cm. fluoro gumos), fluoro turinčios organinės medžiagos ir medžiagos, kurios plačiai naudojamos technikoje, ypač tais atvejais, kai reikalingas atsparumas agresyvioms terpėms, aukštai temperatūrai ir pan.
Biologinis vaidmuo
Kaip mikroelementas (cm. MIKROELEMENTAI) Fluoras randamas visuose organizmuose. Gyvūnams ir žmonėms fluoro yra kauliniame audinyje (žmonių – 0,2–1,2 %), o ypač dentine ir dantų emalyje. Vidutinio žmogaus (kūno svoris 70 kg) organizme yra 2,6 g fluoro; paros poreikis yra 2-3 mg ir daugiausia patenkinamas su geriamuoju vandeniu. Fluoro trūkumas sukelia dantų ėduonies atsiradimą. Todėl fluoro junginių dedama į dantų pastas, kartais įpilama į geriamąjį vandenį. Tačiau fluoro perteklius vandenyje taip pat kenkia sveikatai. Tai sukelia fluorozę (cm. FLUOROZĖ)- emalio ir kaulinio audinio struktūros pokyčiai, kaulo deformacija. MPC fluoro jonų kiekiui vandenyje yra 0,7 mg/l. Didžiausia ribinė dujinio fluoro koncentracija ore yra 0,03 mg/m 3 . Fluoro vaidmuo augaluose neaiškus.
enciklopedinis žodynas. 2009 .
Sinonimai:Pažiūrėkite, kas yra „fluoras“ kituose žodynuose:
fluoras- fluoras ir... Rusų kalbos rašybos žodynas
fluoras- fluoras/… Morfeminės rašybos žodynas
- (lot. Fluorum) F, Mendelejevo periodinės sistemos VII grupės cheminis elementas, atominis skaičius 9, atominė masė 18.998403, priklauso halogenams. Blyškiai geltonos aitraus kvapo dujos, t.p. 219.699 .C, tbp. 188.200 .C, tankis 1.70 g/cm ir tiek. Didysis enciklopedinis žodynas
F (iš graikų phthoros mirtis, sunaikinimas, lot. Fluorum * a. fluoras; n. Fluor; f. fluor; ir. fluor), chem. VII grupės periodinio elemento. Mendelejevo sistema, reiškia halogenus, at. n. 9, val. m. 18,998403. Gamtoje 1 stabilus izotopas 19F ... Geologijos enciklopedija
- (Fluorum), F, periodinės sistemos VII grupės cheminis elementas, atominis skaičius 9, atominė masė 18,9984; reiškia halogenus; dujos, virimo temperatūra 188.2shC. Fluoras naudojamas urano, freonų, vaistų ir kt. gamyboje, taip pat ... ... Šiuolaikinė enciklopedija
Reaktyviausias periodinės lentelės elementas yra fluoras. Nepaisant sprogstamųjų fluoro savybių, jis yra gyvybiškai svarbus elementas žmonėms ir gyvūnams, randamas geriamajame vandenyje ir dantų pastoje.
tik faktus
- Atominis skaičius (protonų skaičius branduolyje) 9
- Atominis simbolis (periodinėje elementų lentelėje) F
- Atominė masė (vidutinė atomo masė) 18,998
- Tankis 0,001696 g/cm3
- Kambario temperatūroje – dujos
- Lydymosi temperatūra minus 363,32 laipsniai pagal Farenheitą (-219,62 °C)
- Virimo temperatūra minus 306,62 laipsniai F (-188,12 °C)
- Izotopų skaičius (to paties elemento atomai su skirtingu neutronų skaičiumi) 18
- Dažniausi F-19 izotopai (100 % natūralus gausa)
fluorito kristalas
Chemikai daugelį metų bandė išlaisvinti elementą fluorą iš įvairių fluoridų. Tačiau fluoras neturi laisvos prigimties: jokia cheminė medžiaga negali išskirti fluoro iš savo junginių dėl savo reaktyvumo.
Šimtmečius mineralinis fluoras buvo naudojamas metalams perdirbti. Kalcio fluoridas (CaF 2 ) buvo naudojamas grynam metalui atskirti nuo nepageidaujamų mineralų rūdoje. „Fluer“ (iš lotyniško žodžio „fluere“) reiškia „tekėti“: fluoršpato skystoji savybė leido gaminti metalus. Mineralas taip pat buvo vadinamas čekų smaragdu, nes buvo naudojamas stiklo ėsdinimui.
Jau daugelį metų fluoro druskos arba fluoridai buvo naudojami suvirinimui ir stiklinimui. Pavyzdžiui, fluoro vandenilio rūgštis buvo naudojama lempučių stiklui išgraviruoti.
Eksperimentuodami su fluoro špatu, mokslininkai dešimtmečius tyrinėjo jo savybes ir sudėtį. Chemikai dažnai gamindavo fluoro rūgštį (hidrofluoro rūgštį, HF), neįtikėtinai reaktyvią ir pavojingą rūgštį. Net nedideli šios rūgšties purslai ant odos gali būti mirtini. Daugelis mokslininkų buvo sužeisti, apakinti, apsinuodiję arba mirė eksperimentų metu.
- XIX amžiaus pradžioje André-Marie Ampère'as iš Prancūzijos ir Humphry Davy iš Anglijos paskelbė apie naujo elemento atradimą 1813 m. ir pavadino jį fluoru, Ampère'o pasiūlymu.
- Prancūzų chemikas Henry Moisanas galiausiai išskyrė fluorą 1886 m., elektrolizuodamas sausą kalio fluoridą (KHF 2) ir sausą fluoro rūgštį, už ką 1906 m. buvo apdovanotas Nobelio premija.
Nuo šiol fluoras yra gyvybiškai svarbus branduolinės energijos elementas. Iš jo gaminamas urano heksafluoridas, būtinas urano izotopams atskirti. Sieros heksafluoridas yra dujos, naudojamos didelės galios transformatoriams izoliuoti.
Chlorfluorangliavandeniliai (CFC) kadaise buvo naudojami aerozoliuose, šaldytuvuose, oro kondicionieriuose, putplasčio pakuotėse ir gesintuvuose. Šie naudojimo būdai buvo uždrausti nuo 1996 m., nes jie prisideda prie ozono sluoksnio ardymo. Iki 2009 m. CFC buvo naudojami astmos inhaliatoriuose, tačiau šių tipų inhaliatoriai buvo uždrausti ir 2013 m.
Fluoras naudojamas daugelyje fluoro turinčių medžiagų, įskaitant tirpiklius ir aukštos temperatūros plastikus, tokius kaip teflonas (politetrafluoretenas, PTFE). Teflonas yra gerai žinomas dėl savo nepridegančių savybių ir naudojamas keptuvėse. Fluoras taip pat naudojamas kabeliams izoliuoti, santechniko juostai ir kaip vandeniui atsparių batų ir drabužių pagrindas.
„Jefferson Lab“ duomenimis, siekiant išvengti dantų ėduonies, į miesto vandens atsargas pridedama fluoro viena milijono dalis. Į dantų pastą dedama keletas fluoro junginių, taip pat siekiant išvengti dantų ėduonies.
Nors visi žmonės ir gyvūnai yra veikiami fluoro ir jiems jiems reikia, elementas fluoras pakankamai didelėmis dozėmis yra itin toksiškas ir pavojingas. Fluoras nedideliais kiekiais natūraliai gali patekti į vandenį, orą ir augaliją, taip pat į gyvūnų šeimininkus. Didelis fluoro kiekis randamas kai kuriuose maisto produktuose, pavyzdžiui, arbatoje ir vėžiagyviuose.
Nors fluoras yra būtinas mūsų kaulų ir dantų tvirtumui palaikyti, per didelis jo kiekis gali turėti priešingą poveikį, sukelti osteoporozę ir dantų ėduonį, taip pat gali pažeisti inkstus, nervus ir raumenis.
Dujinės formos fluoras yra neįtikėtinai pavojingas. Nedideli fluorintų dujų kiekiai dirgina akis ir nosį, o dideli kiekiai gali būti mirtini. Vandenilio fluorido rūgštis taip pat yra mirtina, net jei ji susiliečia su oda.
Fluoras – 13-as pagal gausumą elementas žemės plutoje; dažniausiai nusėda dirvoje ir lengvai maišosi su smėliu, akmenukais, anglimi ir moliu. Augalai gali absorbuoti fluorą iš dirvožemio, nors didelė koncentracija sukelia augalų mirtį. Pavyzdžiui, kukurūzai ir abrikosai yra vieni labiausiai pažeidžiamų augalų, kai juos veikia didelė fluoro koncentracija.
Kas žinojo? Įdomūs faktai apie fluoridą
- Natrio fluoridas yra žiurkių nuodas.
- Fluoras yra chemiškai reaktyviausias elementas mūsų planetoje; jis gali sprogti susilietus su bet kokiu elementu, išskyrus deguonį, helią, neoną ir kriptoną.
- Fluoras taip pat yra labiausiai elektroneigiamas elementas; ji pritraukia elektronus lengviau nei bet kuris kitas elementas.
- Vidutinis fluoro kiekis žmogaus organizme yra trys miligramai.
- Fluoras daugiausia kasamas Kinijoje, Mongolijoje, Rusijoje, Meksikoje ir Pietų Afrikoje.
- Fluoras susidaro saulės žvaigždėse jų gyvenimo pabaigoje (Astrophysical Journal in Letters, 2014). Elementas susidaro esant didžiausiam slėgiui ir temperatūrai žvaigždės viduje, kai jis plečiasi ir tampa raudonuoju milžinu. Kai išoriniai žvaigždės sluoksniai išsiskiria ir susidaro planetinis ūkas, fluoras kartu su kitomis dujomis juda į tarpžvaigždinę terpę, galiausiai suformuodamas naujas žvaigždes ir planetas.
- Apie 25% vaistų ir vaistų, įskaitant vaistus nuo vėžio, centrinės nervų sistemos ir širdies ir kraujagyslių sistemos, yra tam tikros formos fluoro.
Remiantis vaistų veikliųjų medžiagų tyrimu (ataskaita žurnale „Journal of Fluorine Chemistry“, anglies-vandenilio arba anglies-deguonies jungtis pakeitus anglies ir fluoro jungtimis, paprastai pagerėjo vaisto veiksmingumas, įskaitant padidėjusį metabolinį stabilumą, padidėjusį prisijungimą prie molekulių. tikslus ir pagerinti membranos pralaidumą.
Remiantis šiuo tyrimu, naujos kartos vaistai nuo vėžio, taip pat fluoro zondai, skirti vaistams pristatyti, buvo išbandyti prieš vėžio kamienines ląsteles ir rodo daug žadą kovojant su vėžinėmis ląstelėmis. Tyrėjai išsiaiškino, kad vaistai, kurių sudėtyje yra fluoro, buvo kelis kartus stipresni ir geresni nei tradiciniai vaistai nuo vėžio.
Fluoras(lot. fluorum), f, Mendelejevo periodinės sistemos vii grupės cheminis elementas, reiškia halogenai, atominis skaičius 9, atominė masė 18,998403; normaliomis sąlygomis (0 °С; 0,1 MN/m 2, arba 1 kgf / cm2) yra šviesiai geltonos dujos, turinčios aštrų kvapą.
Gamtinis F. susideda iš vieno stabilaus izotopo 19 f. Dirbtinai gauti penki radioaktyvūs izotopai: 16 f, kurių pusinės eliminacijos laikas T 1/2 < 1 sek, 17 f ( t 1/2 = 70 sek), 18 f ( t 1/2 = 111 min), 20 f ( t 1/2 = 11,4 sek), 21 f ( t1/2 = 5 sek).
Istorijos nuoroda. Pirmasis F. junginys – fluoritas (fluoršpatas) caf 2 – aprašytas XV amžiaus pabaigoje. pavadinimu „fluor“ (iš lot. fluo – srautas, pagal cafa 2 savybę padaryti klampius metalurgijos pramonės šlakus skystais). 1771 metais K. Scheele gavo vandenilio fluorido rūgštį. Laisvasis F. išskyrė A. moissan 1886 m. elektrolizės būdu skysto bevandenio vandenilio fluorido, turinčio rūgštinio kalio fluorido khf 3 mišinio, būdu.
Fitocheminė chemija pradėjo vystytis praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje, ypač sparčiai per Antrąjį pasaulinį karą (1939–1945 m.) ir po jo, susijusi su branduolinės pramonės ir raketų technologijos poreikiais. Pavadinimas "F." (iš graikų phth o ros – sunaikinimas, mirtis), pasiūlė A. amperas 1810 m., naudotas tik rusų kalba. kalba daugelyje šalių priimtas pavadinimas „fluor“.
pasiskirstymas gamtoje. Vidutinis F. kiekis žemės plutoje (clarke) yra 6,25 10 -2 % masės; rūgštinėse magminėse uolienose (granituose) jis yra 8 10 -2%, bazinėse - 3,7 10 -2%, ultrabazinėse - 1 10 -2%. F. yra vulkaninėse dujose ir terminiuose vandenyse. Svarbiausi junginiai F. - fluoritas, kriolitas ir topazas (plg. Natūralūs fluoridai). Iš viso žinomi 86 fluoro turintys mineralai. F. ryšiai taip pat yra apatitas, fosforitai ir tt F. – svarbu biogeninis elementas. Žemės istorijoje ugnikalnių išsiveržimų produktai (dujos ir kt.) buvo F. patekimo į biosferą šaltinis.
Fizinės ir cheminės savybės . Dujinės F. tankis yra 1,693 g/l(0°С ir 0,1 MN/m 2, arba 1 kgf / cm2), skystis - 1,5127 g/cm3(virimo taške); t pl - 219,61°C; t kip - 188,13°C. F. molekulė susideda iš dviejų atomų (f 2); 1000°C temperatūroje 50% molekulių disocijuoja, disociacijos energija yra apie 155 ± 4 kJ/mol(37 ± 1 kcal/mol). F. blogai tirpsta skystame vandenilio fluoride; tirpumas 2,5 10 -3 G prie 100 G hf -70 °C temperatūroje ir 0,4 10 -3 -20 °C temperatūroje; skysto pavidalo jis be galo tirpsta skystame deguonyje ir ozone. Atomo F išorinių elektronų konfigūracija. 2 s2 2 p2. Junginiuose jo oksidacijos laipsnis yra - 1. Atomo kovalentinis spindulys yra 0,72 a, joninis spindulys yra 1,33 a. Elektronų giminingumas 3,62 ev, jonizacijos energija (f ® f +) 17,418 ev. Didelės elektronų afiniteto ir jonizacijos energijos vertės paaiškina stiprų Ph. atomo elektronegatyvumą, didžiausią tarp visų kitų elementų. Didelis F. reaktyvumas sukelia fluorinimo egzotermiškumą, kurį, savo ruožtu, lemia anomaliai maža F. molekulės disociacijos energija ir didelės F. atomo sujungimo su kitais atomais energijos vertės. Tiesioginis fluoravimas turi grandininį mechanizmą ir gali lengvai virsti degimu ir sprogimu. F. reaguoja su visais elementais, išskyrus helią, neoną ir argoną. Jis sąveikauja su deguonimi švytinčioje iškrovoje, susidarydamas žemoje temperatūroje deguonies fluoridai o 2 f 2, o 3 f 2 ir tt F. reakcijos su kitais halogenais yra egzoterminės, todėl susidaro interhalogeniniai junginiai. Chloras reaguoja su F. kaitinant iki 200-250°C, ir susidaro chloro monofluoridas cif ir chloro trifluoridas clf 3 . Taip pat žinomas CIF 5, gautas fluorinant clf 3 aukštoje temperatūroje ir 25 slėgyje MN/m 2 (250 kgf / cm2). Bromas ir jodas užsidega F. atmosferoje esant įprastoms temperatūroms ir galima gauti brf 3, brf 5, jei 5, jei 7. F. tiesiogiai reaguoja su kriptonu, ksenonu ir radonu, sudarydamas atitinkamus fluoridus (pvz., xef 4, xef 6, krf 2). Taip pat žinomi ksenono oksifluoridai.
Sieros sąveiką su siera lydi šilumos išsiskyrimas ir susidaro daugybė sieros fluoridai. Selenas ir telūras sudaro aukštesniuosius fluoridus sef 6 tef 6 . F. su vandeniliu reaguoti su užsidegimu; tai sukuria vandenilio fluoridas. Tai grandinės šakojimosi radikali reakcija: hf* + h 2 = hf + h 2 *; h 2 * + f 2 \u003d hf + H + f (kur hf * ir h 2 * yra vibraciniu būdu sužadintos molekulės); reakcija naudojama cheminiuose lazeriuose. F. su azotu reaguoja tik elektros išlydžio metu. Anglis, sąveikaudama su F., įprastoje temperatūroje užsidega; grafitas reaguoja su juo stipriai kaitinant ir gali susidaryti kietas grafito fluoridas (cf) x arba dujiniai perfluorangliavandeniliai cf 4, c 2 f 6 ir kt. F. šaltyje sąveikauja su boru, siliciu, fosforu ir arsenu, todėl susidaro atitinkami fluoridai. F. energingai jungiasi su dauguma metalų; šarminiai ir žemės šarminiai metalai užsidega F. atmosferoje šaltyje, bi, sn, ti, mo, w - šiek tiek kaitinant, hg, pb, u, v reaguoja su F. kambario temperatūroje, pt - temperatūroje tamsiai raudonos šilumos. Kai metalai sąveikauja su F., paprastai susidaro aukštesni fluoridai, pavyzdžiui, uf 6 , mof 6 , hgf 2 . Kai kurie metalai (fe, cu, al, ni, mg, zn) reaguoja su F., sudarydami apsauginę fluoridų plėvelę, neleidžiančią tolesnei reakcijai.
Kai F. šaltyje sąveikauja su metalų oksidais, susidaro metalų fluoridai ir deguonis; taip pat galimas metalo oksifluoridų susidarymas (pvz., moo 2 f 2). Nemetalų oksidai arba prideda F., pavyzdžiui, taigi 2 + f 2 \u003d tai 2 f 2, arba deguonis juose pakeičiamas F., pavyzdžiui, sio 2 + 2f 2 \u003d sif 4 + o 2. Stiklas labai lėtai reaguoja su F.; esant vandeniui, reakcija vyksta greitai. Vanduo sąveikauja su F.: 2h 2 o + 2f 2 = 4hf + o 2; šiuo atveju taip pat susidaro iš 2 ir vandenilio peroksido h 2 o 2. Azoto oksidai nr ir nr 2 lengvai prisijungia F. atitinkamai susidarant nitrozilfluoridui fno ir nitrilo fluoridui fno 2. Anglies monoksidas prideda F. kaitinant susidaro karbonilfluoridas: co + f 2 = cof 2.
Metalo hidroksidai reaguoja su F., sudarydami metalo fluoridą ir deguonį, pavyzdžiui, 2ba (oh) 2 + 2f 2 \u003d 2baf 2 + 2h 2 o + o 2. Vandeniniai naoh ir koh tirpalai reaguoja su F. 0 °C temperatūroje ir susidaro 2 .
Metalų arba nemetalų halogenidai šaltyje sąveikauja su F., o F. pakeičia visus halogenus.Sulfidai, nitridai ir karbidai lengvai fluorinami. Metalo hidridai sudaro metalo fluoridą ir hf su F. šaltyje; amoniakas (garuose) - n 2 ir hf. F. pakeičia vandenilį rūgštyse arba metaluose jų druskose, pavyzdžiui, hno 3 (arba nano 3) + f 2 ® fno 3 + hf (arba naf); atšiauresnėmis sąlygomis F. išstumia iš šių junginių deguonį, sudarydamas sulfurilfluoridą, pavyzdžiui, na 2 so 4 + 2f 2 = 2naf + so 2 f 2 + o 2 . Šarminių ir šarminių žemių metalų karbonatai įprastoje temperatūroje reaguoja su F.; taip gaunamas atitinkamas fluoridas, co 2 ir o 2 .
F. energingai reaguoja su organinėmis medžiagomis.
Kvitas. F. gamybos šaltinis yra vandenilio fluoridas, kuris daugiausia gaunamas sieros rūgštimi h 2 so 4 veikiant caf 2 fluoritui arba apdorojant apatitus ir fosforitus. F. gaunamas elektrolizės būdu rūgštaus kalio fluorido kf · (1,8–2,0) hf lydalo, kuris susidaro, kai lydalas kf · hf yra prisotintas vandenilio fluoridu iki 40–41 % hf. Elektrolizatoriaus medžiaga dažniausiai yra plienas; elektrodai - anglies anodas ir plieno katodas. Elektrolizė atliekama esant 95-100°C ir 9-11 įtampai in; F. srovės galia siekia 90-95%. Gautame F. yra iki 5 % hf, kuris pašalinamas užšaldant, o po to absorbuojamas natrio fluoridu. F. yra laikomas dujinės būsenos (esant slėgiui) ir skystas (aušinamas skystu azotu) įrenginiuose, pagamintuose iš nikelio ir jo pagrindu pagamintų lydinių ( monel metalas), iš vario, aliuminio ir jo lydinių, žalvario, nerūdijančio plieno.
Taikymas. Dujinis F. naudojamas uf 4 fluorinimui, uf 6 naudojamas izotopų atskyrimas uranui, taip pat chloro trifluorido clf 3 (fluorinimo medžiaga), sieros heksafluorido sf 6 (dujinio izoliatoriaus elektros pramonėje), metalų fluoridų (pavyzdžiui, w ir v) gamybai. Skystas F. yra raketų kuro oksidatorius.
Daugybė F junginių buvo plačiai naudojami. vandenilio fluoridas, aliuminio fluoridas, siliciofluoridai, fluorosulfonrūgštis (tirpiklis, katalizatorius, reagentas organiniams junginiams, turintiems grupę - taigi 2 f, gauti), bf 3 (katalizatorius), organinių fluoro junginių ir kt.
Saugumas . F. yra toksiškas, jo didžiausia leistina koncentracija ore yra maždaug 2 10 -4 mg/l, o didžiausia leistina koncentracija poveikio metu yra ne didesnė kaip 1 h yra 1,5 10 -3 mg/l.
A. V. Pankratovas.
Fluoras organizme. F. nuolat yra gyvūnų ir augalų audinių dalis; mikroelementas. Neorganinių junginių pavidalu jo daugiausia randama gyvūnų ir žmonių kauluose - 100-300 mg/kg; ypač daug F. dantyse. Jūrų gyvūnų kaulai yra turtingesni F. nei sausumos. Į gyvūnų ir žmonių organizmą jis patenka daugiausia su geriamuoju vandeniu, kuriame optimalus F. kiekis yra 1-1,5 mg/l. Trūkstant F., žmogus vystosi dantų ėduonis, padidinus suvartojimą - fluorozė. Didelės F. jonų koncentracijos pavojingos dėl gebėjimo slopinti daugybę fermentinių reakcijų, taip pat surišti biologiškai svarbius elementus (P, ca, mg ir kt.), dėl ko sutrinka jų pusiausvyra organizme. Organiniai F. dariniai randami tik kai kuriuose augaluose (pavyzdžiui, Pietų Afrikos dichapetalum cymosum). Pagrindiniai iš jų – fluoracto rūgšties dariniai, nuodingi ir kitiems augalams, ir gyvūnams. Biologinis F. vaidmuo ištirtas nepakankamai. Nustatytas ryšys tarp F. metabolizmo ir skeleto ir ypač dantų kaulinio audinio susidarymo. F. poreikis augalams neįrodytas.
V. R. Poliščiukas.
F. apsinuodyti galima chemijos pramonės, fluoro turinčių junginių sintezės ir fosfatinių trąšų gamybos darbuotojams. F. dirgina kvėpavimo takus, nudegina odą. Esant ūminiam apsinuodijimui, atsiranda gerklų ir bronchų gleivinės, akių dirginimas, seilėtekis, kraujavimas iš nosies; sunkiais atvejais - plaučių edema, centrinės nervų sistemos pažeidimas ir kt .; sergant lėtiniu - konjunktyvitas, bronchitas, pneumonija, pneumosklerozė, fluorozė. Būdingi odos pažeidimai, tokie kaip egzema. Pirmoji pagalba: akių plovimas vandeniu, nudegus odai – drėkinimas 70% alkoholiu; apsinuodijus įkvėpus – įkvėpus deguonies. Prevencija: saugos taisyklių laikymasis, specialių drabužių dėvėjimas, reguliarūs medicininiai patikrinimai, kalcio ir vitaminų įtraukimas į racioną. Preparatai, kurių sudėtyje yra F., medicinos praktikoje naudojami kaip priešnavikiniai (5-fluorouracilas, ftorafuras, fluorbenzotefas), neuroleptikai (trifluperidolis arba trisedilis, fluorfenazinas, triftazinas ir kt.), antidepresantai (fluorocizinas), narkotinės (halotanas) ir kt.
Lit.: Ryss I. G., Fluoro ir jo neorganinių junginių chemija, M., 1956; Fluoras ir jo junginiai, trans. iš anglų kalbos, t. 1-2, M., 1953-56; Profesinės ligos, 3 leid., M., 1973 m.
Atsisiųsti santrauką
(pirmasis elektronas)
(pagal Paulingą)
| F | 9 |
| 18,9984 | |
| 2s 2 2p 5 | |
| Fluoras | |
Cheminės savybės
Aktyviausias nemetalas, jis smarkiai sąveikauja su beveik visomis medžiagomis (retos išimtys yra fluoroplastai), o su dauguma jų - su degimu ir sprogimu. Fluoro sąlytis su vandeniliu sukelia užsidegimą ir sprogimą net esant labai žemai temperatūrai (iki –252°C). Net vanduo ir platina: branduolinei pramonei skirtas uranas dega fluoro atmosferoje.
chloro trifluoridas ClF 3 - fluorinantis agentas ir galingas raketinio kuro oksidatorius
sieros heksafluoridas SF 6 – dujinis izoliatorius elektros pramonėje
metalų fluoridų (tokių kaip W ir V), kurie turi tam tikrų naudingų savybių
freonai yra geri šaltnešiai
teflonas – chemiškai inertiški polimerai
natrio heksafluoraliuminatas – vėlesniam aliuminio gamybai elektrolizės būdu
įvairūs fluoro junginiai
Raketų technologija
Fluoro junginiai plačiai naudojami raketų technologijoje kaip raketinio kuro oksidatorius.Taikymas medicinoje
Fluoro junginiai plačiai naudojami medicinoje kaip kraujo pakaitalai.
Biologinis ir fiziologinis vaidmuo
Fluoras yra gyvybiškai svarbus organizmo elementas. Žmogaus organizme fluoras daugiausia randamas dantų emalyje kaip fluorapatito Ca 5 F (PO 4) 3 dalis. Nepakankamai (mažiau nei 0,5 mg / l geriamojo vandens) arba per daug (daugiau nei 1 mg / l) fluoro organizmui vartojant, gali išsivystyti dantų ligos: atitinkamai ėduonis ir fluorozė (dėmėtas emalis) ir osteosarkoma.
Karieso profilaktikai rekomenduojama naudoti dantų pastas su fluoro priedais arba gerti fluorintą vandenį (iki 1 mg/l koncentracijos), arba tepti lokaliai 1-2 % natrio fluorido arba alavo fluorido tirpalu. Tokie veiksmai gali sumažinti karieso tikimybę 30-50%.
Didžiausia leistina surišto fluoro koncentracija gamybinių patalpų ore – 0,0005 mg/l.
Papildoma informacija
Fluoras, fluoras, F(9)
Fluoras (Fluorine, French and German Fluor) buvo gautas laisvas 1886 m., tačiau jo junginiai žinomi nuo seno ir plačiai naudojami metalurgijoje ir stiklo gamyboje. Pirmasis fluorito (CaP) paminėjimas fluoro (Fliisspat) pavadinimu datuojamas XVI a. Viename iš legendiniam Vasilijui Valentinui priskiriamų kūrinių minimi įvairiomis spalvomis dažyti akmenys – fliusai (Fliisse iš lot. fluere – tekėti, lieti), kurie buvo naudojami kaip fliusai lydant metalus. Agricola ir Libavius rašo apie tą patį. Pastarasis įveda specialius šio srauto pavadinimus – fluoršpatas (Flusspat) ir mineralinis lydalas. Daugelis XVII–XVIII a. cheminių ir techninių raštų autorių. apibūdinti įvairius fluoršpato tipus. Rusijoje šie akmenys buvo vadinami plavik, spalt, spit; Lomonosovas šiuos akmenis priskyrė selenitams ir pavadino spar arba flux (kristalų srautas). Rusijos meistrai, taip pat mineralų kolekcijų kolekcionieriai (pavyzdžiui, XVIII amžiuje kunigaikštis P. F. Golitsynas) žinojo, kad kai kurių tipų špagatai kaitinami tamsoje šviečia (pavyzdžiui, karštame vandenyje). Tačiau net Leibnicas savo fosforo istorijoje (1710 m.) mini termofosforą (Thermophosphorus).
Matyt, chemikai ir chemikai amatininkai su vandenilio fluorido rūgštimi susipažino ne vėliau kaip XVII a. 1670 m. Niurnbergo meistras Schwanhardas naudojo fluoršpatą, sumaišytą su sieros rūgštimi, kad išgraviruotų dizainą ant stiklinių taurių. Tačiau tuo metu fluoro ir fluoro rūgšties prigimtis buvo visiškai nežinoma. Pavyzdžiui, buvo manoma, kad silicio rūgštis turi ėsdinimo poveikį Schwanhardo procese. Šią klaidingą nuomonę Scheele pašalino, įrodydamas, kad fluoro špatui sąveikaujant su sieros rūgštimi, dėl stiklo retortos erozijos susidariusios vandenilio fluorido rūgšties dėka susidaro silicio rūgštis. Be to, Scheele nustatė (1771 m.), kad fluoras yra kalkingos žemės ir specialios rūgšties derinys, kuris buvo vadinamas „švediška rūgštimi“.
Lavoisier pripažino vandenilio fluoro rūgšties radikalą (radical fluorique) kaip paprastą kūną ir įtraukė jį į savo paprastų kūnų lentelę. Daugiau ar mažiau gryna vandenilio fluorido rūgštis buvo gauta 1809 m. Gay-Lussac ir Tenard distiliuojant fluoršpatą su sieros rūgštimi švino arba sidabro retortoje. Šios operacijos metu abu tyrėjai apsinuodijo. Tikrąją vandenilio fluorido rūgšties prigimtį 1810 m. nustatė Ampère. Jis atmetė Lavoisier nuomonę, kad vandenilio fluorido rūgštyje turi būti deguonies, ir įrodė šios rūgšties analogiją su druskos rūgštimi. Ampère'as pranešė apie savo atradimus Davy'ui, kuris prieš pat tai nustatė elementarų chloro prigimtį. Davy'as visiškai sutiko su Ampere'o argumentais ir įdėjo daug pastangų, kad gautų laisvą fluorą vandenilio fluorido rūgšties elektrolizės būdu ir kitais būdais. Atsižvelgdamas į stiprų korozinį vandenilio fluorido rūgšties poveikį stiklui, taip pat augalų ir gyvūnų audiniams, Ampere'as pasiūlė jame esantį elementą vadinti fluoru (graikiškai – sunaikinimas, mirtis, maras, maras ir kt.). Tačiau Davy nepriėmė šio pavadinimo ir pasiūlė kitą – fluorą (Fluorine), pagal analogiją su tuometiniu chloro pavadinimu – chlorine (Chlorine), abu pavadinimai vis dar vartojami anglų kalboje. Rusiškai išliko Amperės suteiktas vardas.
Daugybė bandymų išskirti laisvąjį fluorą XIX a nedavė sėkmingų rezultatų. Tik 1886 m. Moissanui pavyko tai padaryti ir gauti laisvo fluoro geltonai žalių dujų pavidalu. Kadangi fluoras yra neįprastai agresyvios dujos, Moissan turėjo įveikti daugybę sunkumų, kol eksperimentuodamas su fluoru rado aparatui tinkamą medžiagą. U formos vamzdelis vandenilio fluorido rūgšties elektrolizei 55 °C temperatūroje (aušinamas skystu metilo chloridu) buvo pagamintas iš platinos su fluoro šparaginėmis žvakėmis. Ištyrus laisvo fluoro chemines ir fizines savybes, jis buvo plačiai pritaikytas. Šiandien fluoras yra vienas iš svarbiausių daugelio organinių fluoro junginių sintezės komponentų. XIX amžiaus pradžios rusų literatūra. fluoras buvo vadinamas skirtingai: vandenilio fluorido bazė, fluoras (Dvigubsky, 1824), fluoras (Iovsky), fluoras (Shcheglov, 1830), fluoras, fluoras, fluoras. Hessas nuo 1831 m. įvedė fluoro pavadinimą.
