Fluorul este un gaz galben pal. Reacționează chimic cu aproape toate substanțele, inclusiv cu sticla.
Fluor: Fluorit - Ca-F2
Fluorul este folosit pentru a face medicamente. Tabletele care conțin fluorură de sodiu sunt prescrise oamenilor pentru a preveni dezvoltarea cariilor dentare. Fluorura de sodiu se găsește și în pastele de dinți.
Teflonul este folosit pentru a face vase de gătit anti-aderent. Acestea sunt lucruri uimitoare. Pur dur, alunecos ca gheața. Teflonul este foarte greu, spre deosebire de majoritatea materialelor plastice, care sunt în general mai ușoare decât apa, teflonul are densitatea apei de peste două ori. Teflonul este foarte util pentru că aproape nimic nu se lipește de el și este impermeabil la majoritatea substanțelor chimice. Valoarea principală a teflonului este că are un procent surprinzător de mare de fluor într-un spațiu mic. Din greutate, teflonul (politetrafluoretilena) este compus din aproape 76% fluor, restul de 24% fiind carbon. Există doi atomi de fluor pentru fiecare atom de carbon și fiecare atom de fluor cântărește mai mult decât un atom de carbon.
Freonul, sau C-H-Cl-F2, este un agent frigorific sau o substanță care este utilizată în mașinile frigorifice (frigidere și aparate de aer condiționat).
Fluor, Proprietăți și parametri ai fluorului
Fluor, Introducere |
|
| Simbol | F |
| nume latin | Fluor |
| Tipul de substanță | element chimic simplu |
| Descoperitor | A. Moissan |
| Anul deschiderii | 1886 |
Principalii parametri ai fluorului conform tabelului periodic |
|
| Numărul atomic Z | 9 |
| Masă atomică | 18.9984032 |
| grup | 17 |
| Perioadă | 2 |
| Membru al grupului | halogeni |
Proprietățile mecanice ale fluorului |
|
| Densitatea substanțelor gazoase (la 0 ° C și 760 mm Hg) | 1,696 (kilogram / metru 3) |
Proprietățile termodinamice ale fluorului |
|
| Starea de agregare în condiții normale | gaz |
| Punct de topire Kelvin | 53,55 (Kelvin) |
| Punct de topire Celsius | -219,6 (° C) |
| Punct de fierbere Kelvin | 85,03 (Kelvin) |
| Punct de fierbere Celsius | -188,12 (° C) |
Proprietățile atomului de fluor |
|
| Configurație electronică cloud | 1s 2 2s 2 2p 5 |
| Raza atomului | 42 10 - 12 (metri) |
| Numărul de protoni p | 9 |
| Numărul de neutroni n | 10 |
| Numărul de electroni e | 9 |
| Numărul de masă A | 19 |
 |
|
Proprietățile chimice ale fluorului |
|
| Valenţă | 1 |
Prevalența fluorului |
|
| 0.00004% | |
| Soarele este compus din fluor | 0.00005% |
| Oceanele sunt compuse din fluor | 0.00013% |
| Corpul uman este compus din fluor | 0.0037% |
Univers |
|
| Universul este alcătuit din fluor | 0.00004% |
Fluor
FLUOR-A; m.[din greacă. phthoros - moarte, distrugere] Element chimic (F), gaz galben deschis cu miros înțepător. Adăugați în apa de băut f.
fluor(lat. Fluorum), un element chimic din grupa VII a sistemului periodic, se referă la halogeni. Fluorul liber este format din molecule diatomice (F 2); gaz galben pal cu miros înțepător, t pl –219,699 ° C, t balot –188.200 °C, densitate 1,7 g/l. Cel mai reactiv non-metal: reacționează cu toate elementele, cu excepția heliului, neonului și argonului. Interacțiunea fluorului cu multe substanțe se transformă ușor în ardere și explozie. Fluorul distruge multe materiale (de unde și denumirea: greacă phthóros - distrugere). Principalele minerale sunt fluoritul, criolitul, fluorapatita. Fluorul este folosit pentru a obține compuși organofluorinați și fluoruri; fluorul face parte din țesuturile organismelor vii (oase, smalț dentar).
FLUORFLUOR (lat. Fluorum), F (se citește „fluor”), un element chimic cu număr atomic 9, masă atomică 18,998403. Fluorul natural este format dintr-un nuclid stabil (cm. NUCLID) 19 F. Configurația stratului exterior de electroni 2 s 2
p 5
... În compuși, prezintă doar starea de oxidare –1 (valență I). Fluorul este situat în a doua perioadă în grupa VIIA a tabelului periodic al elementelor lui Mendeleev, aparține halogenilor (cm. HALOGENI).
Raza atomului neutru de fluor este 0,064 nm, raza ionului F este 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) și 0,119 (6) nm (numărul de coordonare este indicat în paranteze). Energiile de ionizare secvențială ale unui atom de fluor neutru sunt 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 și, respectiv, 114,2 eV. Afinitatea electronilor este de 3,448 eV (cea mai mare dintre atomii tuturor elementelor). Pe scara Pauling, electronegativitatea fluorului este 4 (cea mai mare valoare dintre toate elementele). Fluorul este cel mai activ non-metal.
Fluorul liber este un gaz incolor cu un miros înțepător și sufocant.
Istoria descoperirilor
Istoria descoperirii fluorului este asociată cu fluoritul mineral (cm. FLUORIT), sau spat fluor. Se știe acum că compoziția acestui mineral corespunde formulei CaF 2 și este prima substanță care conține fluor folosită de oameni. În antichitate, s-a observat că, dacă se adaugă fluorit la minereu în timpul topirii metalelor, punctul de topire al minereului și al zgurilor scade, ceea ce facilitează foarte mult procesul (de unde și numele mineralului - din latinescul fluo - teku).
În 1771, chimistul suedez K. Scheele a tratat fluoritul cu acid sulfuric (cm. SCHEELE Karl Wilhelm) a preparat un acid, pe care l-a numit „fluorhidric”. om de știință francez A. Lavoisier (cm. LAVOISIER Antoine Laurent) a sugerat că acest acid conține un nou element chimic, pe care a propus să-l numească „fluorem” (Lavoisier credea că acidul fluorhidric este o combinație de fluor cu oxigen, deoarece, potrivit lui Lavoisier, toți acizii trebuie să conțină oxigen). Cu toate acestea, nu a putut evidenția noul element.
În spatele noului element s-a consolidat denumirea „fluor”, ceea ce se reflectă în denumirea latină. Însă încercările pe termen lung de a izola acest element într-o formă liberă au eșuat. Mulți oameni de știință care au încercat să-l obțină în formă liberă au murit în timpul unor astfel de experimente sau au devenit invalidi. Aceștia sunt frații chimiști englezi T. și G. Knox, iar francezul J.-L. Lussac gay (cm. GAY-LUSSAC Joseph Louis)și L. J. Thénard (cm. TENAR Louis Jacques), și multe altele. G. Davy însuși (cm. DEVI Humphrey), care a fost primul care a primit gratuit sodiu, potasiu, calciu și alte elemente, a fost otrăvit în urma experimentelor de obținere a fluorului prin electroliză și s-a îmbolnăvit grav. Probabil, sub impresia tuturor acestor eșecuri, în 1816 pentru noul element, deși asemănător ca sunet, dar cu totul diferit ca semnificație, a fost propusă denumirea de fluor (din grecescul phtoros - distrugere, moarte). Acest nume al elementului este acceptat numai în rusă, francezii și germanii continuă să numească fluor „fluor”, britanicii - „fluor”.
Nici măcar un om de știință remarcabil ca M. Faraday nu putea obține fluor în formă liberă. (cm. FARADAY Michael)... Abia în 1886 chimistul francez A. Moissant (cm. Moissant Henri) Folosind electroliza acidului fluorhidric lichid HF, răcit la o temperatură de –23°C (lichidul trebuie să conțină puțină fluorură de potasiu KF, care îi asigură conductivitatea electrică), am reușit să obțin prima porțiune dintr-un nou, extrem de reactiv. gaz la anod. În primele experimente pentru obținerea fluorului, Moissan a folosit un electrolizor foarte scump format din platină și iridiu. Mai mult, fiecare gram de fluor obținut „a mâncat” până la 6 g de platină. Mai târziu, Moissan a început să folosească un electrolizor de cupru mult mai ieftin. Fluorul reacționează cu cuprul, dar reacția formează o peliculă subțire de fluor, care împiedică distrugerea în continuare a metalului.
Fiind în natură
Conținutul de fluor din scoarța terestră este destul de mare și se ridică la 0,095% din masă (mult mai mult decât cel mai apropiat analog al fluorului din grup - clorul). (cm. CLOR)). Desigur, datorită activității sale chimice ridicate, fluorul liber nu se găsește. Cele mai importante minerale ale fluorului sunt fluoritul (fluorspat), precum și fluorapatita 3Ca 3 (PO 4) 2 · CaF 2 și criolitul (cm. CRIOLIT) Na3AlF6. Fluorul ca impuritate face parte din multe minerale și se găsește în apele subterane; în apa de mare 1,3 · 10 -4% fluor.
Primirea
În prima etapă de obținere a fluorului, se izolează acidul fluorhidric HF. Prepararea acidului fluorhidric și fluorhidric (cm. ACID HIDROFLORIC) acidul (fluorhidric) apare, de regulă, pe parcurs cu procesarea fluorapatitei în îngrășăminte fosforice. Acidul fluorhidric gazos format în timpul tratării fluorapatitei cu acid sulfuric este apoi colectat, lichefiat și utilizat pentru electroliză. Electroliza poate fi efectuată ca un amestec lichid de HF și KF (procesul se desfășoară la o temperatură de 15-20 ° C) și topitură KH 2 F 3 (la 70-120 ° C) sau topitură KHF 2 (la 245-310 ° C) ...
În laborator, pentru a prepara cantități mici de fluor liber, puteți folosi fie încălzirea MnF 4, în care fluorul este eliminat, fie încălzirea unui amestec de K 2 MnF 6 și SbF 5:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Proprietati fizice si chimice
În condiții normale, fluorul este un gaz (densitate 1,693 kg/m 3) cu un miros înțepător. Punct de fierbere -188,14 ° C, punctul de topire -219,62 ° C. În stare solidă, formează două modificări: forma a, care există de la punctul de topire până la –227,60 ° C, și forma b, care este stabilă la temperaturi mai mici de –227,60 ° C.
Ca și alți halogeni, fluorul există ca molecule diatomice F2. Distanța internucleară într-o moleculă este de 0,14165 nm. Molecula F 2 se caracterizează printr-o energie de disociere anormal de scăzută în atomi (158 kJ/mol), care, în special, determină reactivitatea ridicată a fluorului.
Activitatea chimică a fluorului este extrem de ridicată. Dintre toate elementele cu fluor, doar trei gaze ușoare inerte nu formează fluoruri - heliu, neon și argon. În toți compușii, fluorul prezintă o singură stare de oxidare, -1.
Fluorul reacționează direct cu multe substanțe simple și complexe. Deci, la contactul cu apa, fluorul reacționează cu aceasta (se spune adesea că „apa arde în fluor”):
2F2 + 2H2O = 4HF + O2.
Fluorul reacţionează exploziv la contactul simplu cu hidrogenul:
H2 + F2 = 2HF.
În acest caz, se formează fluorură de hidrogen gaz HF, care este infinit solubil în apă cu formarea unui acid fluorhidric relativ slab.
Fluorul interacționează cu majoritatea nemetalelor. Deci, atunci când fluorul reacționează cu grafitul, se formează compuși cu formula generală CF x, când fluorul reacționează cu siliciu - fluor SiF 4, cu bor - trifluorura BF 3. Când fluorul interacționează cu sulful, se formează compușii SF 6 și SF 4 etc. (vezi. Fluoruri (cm. FLUOR)).
Sunt cunoscuți un număr mare de compuși de fluor cu alți halogeni, de exemplu, BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 și alții, bromul și iodul se aprind într-o atmosferă de fluor la temperaturi obișnuite, iar clorul interacționează cu fluorul atunci când este încălzit la 200- 250°C.
Nu reacționați direct cu fluorul, cu excepția gazelor inerte indicate, de asemenea azot, oxigen, diamant, dioxid de carbon și gaze monoxid de carbon.
Trifluorura de azot obținută indirect NF 3 și fluorurile de oxigen O 2 F 2 și OF 2, în care oxigenul are stări de oxidare neobișnuite +1 și +2.
Când fluorul interacționează cu hidrocarburile, are loc distrugerea acestora, însoțită de producerea de hidrofluorocarburi de diferite compoziții.
Când este încălzit ușor (100-250 ° C), fluorul reacționează cu argint, vanadiu, reniu și osmiu. Cu aur, titan, niobiu, crom și alte metale, reacția cu participarea fluorului începe să aibă loc la temperaturi peste 300-350 ° C. Cu acele metale, ale căror fluoruri sunt nevolatile (aluminiu, fier, cupru etc.), fluorul reacționează cu o viteză vizibilă la temperaturi peste 400-500 ° C.
Unele fluoruri metalice superioare, de exemplu, hexafluorura de uraniu UF 6, sunt obținute prin acționarea cu fluor sau un agent de fluorurare cum ar fi BrF 3 asupra halogenurilor inferioare, de exemplu:
UF 4 + F 2 = UF 6
Trebuie remarcat faptul că acidul fluorhidric HF deja menționat corespunde nu numai fluorurilor medii, cum ar fi NaF sau CaF 2, ci și fluorurilor acide - hidrofluoruri precum NaHF 2 și KHF 2.
De asemenea, au fost sintetizați un număr mare de compuși organofluorinați diferiți. (cm. compuși organofluorinați), inclusiv faimosul teflon (cm. teflon)- material care este un polimer de tetrafluoretilenă (cm. TETRAFLUOROETILEN) .
Aplicație
Fluorul este utilizat pe scară largă ca agent de fluorurare în producerea diferitelor fluoruri (SF 6, BF 3, WF 6 și altele), inclusiv compuși ai gazelor inerte (cm. GAZE NOBILE) xenon și cripton (vezi. Fluorurare (cm. FLUORINAȚIE)). Hexafluorura de uraniu UF 6 este utilizată pentru a separa izotopii de uraniu. Fluorul este utilizat în producția de teflon și alte fluoroplastice. (cm. fluoroplastice), fluoroelastomeri (cm. FLUOROSAUCHUKI), substanțe și materiale organice cu conținut de fluor care sunt utilizate pe scară largă în tehnologie, mai ales în cazurile în care este necesară rezistența la medii agresive, temperaturi ridicate etc.
Rolul biologic
Ca oligoelement (cm. MICROELEMENTE) fluorul se găsește în toate organismele. La animale și la om, fluorul este prezent în țesutul osos (la om - 0,2-1,2%) și, mai ales, în dentina și smalțul dinților. Corpul unei persoane medii (greutate corporală 70 kg) conține 2,6 g fluor; necesarul zilnic este de 2-3 mg și este satisfăcut în principal cu apă de băut. Lipsa fluorului duce la apariția cariilor dentare. Prin urmare, compușii cu fluor sunt adăugați în pastele de dinți, uneori sunt adăugați în apa de băut. Excesul de fluor în apă este însă și nesănătos. Aceasta duce la fluoroză (cm. FLUOROZA)- modificari ale structurii smaltului si tesutului osos, deformare osoasa. Concentrația maximă admisă pentru conținutul de ioni de fluor în apă este de 0,7 mg / l. Limita maximă de concentrație a fluorului gazos în aer este de 0,03 mg/m3. Rolul fluorului în plante este neclar.
Dicţionar enciclopedic. 2009 .
Sinonime:Vedeți ce este „fluorul” în alte dicționare:
fluor- fluor și... Dicționar de ortografie rusă
fluor- fluor /... Dicționar morfem-ortografic
- (lat. Fluorum) F, element chimic VII din grupa sistemului periodic al lui Mendeleev, număr atomic 9, masă atomică 18,998403, se referă la halogeni. Gaz galben pal cu miros înțepător, p.t.? 219.699 .C, p.t.? 188.200 .C, densitate 1.70 g/cm & sup3. ... ... Dicţionar enciclopedic mare
F (din grecescul phthoros moarte, distrugere, latină Fluorum * a. Fluor; N. Fluor; F. fluor; și. Fluor), chimic. element din grupa VII periodic. Sistemul Mendeleev, se referă la halogeni, la. n. 9, la. m. 18,998403. În natură, 1 izotop stabil 19F... Enciclopedie geologică
- (Fluor), F, element chimic din grupa VII a sistemului periodic, număr atomic 9, masă atomică 18,9984; se referă la halogeni; gaz, bp 188,2 ° C. Fluorul este utilizat în producția de uraniu, freoni, medicamente și altele, precum și în ...... Enciclopedie modernă
Cel mai reactiv element din Tabelul Periodic este Fluorul. În ciuda proprietăților explozive ale fluorului, acesta este un element vital pentru oameni și animale și se găsește în apa de băut și în pasta de dinți.
Doar fapte
- Numărul atomic (numărul de protoni din nucleu) 9
- Simbol atomic (în Tabelul Periodic al Elementelor) F
- Greutatea atomică (masa medie a unui atom) 18.998
- Densitate 0,001696 g/cm3
- La temperatura camerei - gaz
- Punct de topire minus 363,32 grade Fahrenheit (- 219,62 ° C)
- Punct de fierbere minus 306,62 grade F (- 188,12 ° C)
- Numărul de izotopi (atomi ai aceluiași element cu numere diferite de neutroni) 18
- Cei mai comuni izotopi F-19 (abundență naturală 100%)
Cristal de fluorit
Chimiștii au încercat de mulți ani să elibereze elementul fluor de diverse fluoruri. Cu toate acestea, fluorul nu are o natură liberă: nicio substanță chimică nu este capabilă să elibereze fluorul din compușii săi, datorită naturii sale reactive.
Spatul fluor mineral a fost folosit de secole pentru prelucrarea metalelor. Fluorura de calciu (CaF 2) a fost folosită pentru a separa metalul pur de mineralele nedorite din minereu. „Fluor” (din latinescul „fluere”) înseamnă „a curge”: fluiditatea fluorului a făcut posibilă fabricarea metalelor. Mineralul a mai fost numit și smarald ceh, deoarece a fost folosit în gravarea sticlei.
De mulți ani, sărurile de fluor sau fluorurile au fost folosite pentru sudare și pentru sticla glazurată. De exemplu, acidul fluorhidric a fost folosit pentru a grava sticla în becuri.
Experimentând cu spatul fluor, oamenii de știință i-au studiat proprietățile și compoziția timp de decenii. Chimiștii au produs adesea acid fluor (acid fluorhidric, HF), un acid incredibil de reactiv și periculos. Chiar și mici stropi de acest acid pe piele ar putea fi fatale. Mulți oameni de știință au fost răniți, orbiți, otrăviți sau uciși în timpul experimentelor.
- La începutul secolului al XIX-lea, André-Marie Ampère al Franței și Humphrey Davy al Angliei în 1813 au anunțat descoperirea unui nou element și l-au numit fluor, la sugestia lui Ampère.
- Henry Moisan, un chimist francez, a izolat în cele din urmă fluorul în 1886 prin electroliza fluorurii de potasiu uscate (KHF 2) și acidului fluorhidric uscat, pentru care a fost distins cu Premiul Nobel în 1906.
De acum încolo, fluorul este un element vital în industria energiei nucleare. Este folosit pentru a produce hexafluorură de uraniu, care este necesară pentru separarea izotopilor de uraniu. Hexafluorura de sulf este un gaz folosit pentru izolarea transformatoarelor de mare putere.
Clorofluorocarburile (CFC) au fost folosite cândva în aerosoli, frigidere, aparate de aer condiționat, ambalaje cu spumă și stingătoare. Aceste utilizări sunt interzise din 1996 deoarece contribuie la epuizarea stratului de ozon. Până în 2009, CFC-urile erau folosite în inhalatoare pentru a lupta împotriva astmului, dar aceste tipuri de inhalatoare au fost interzise și în 2013.
Fluorul este utilizat în multe materiale care conțin fluor, inclusiv solvenți și materiale plastice la temperaturi înalte, cum ar fi teflonul (politetrafluoretilenă, PTFE). Teflonul este bine cunoscut pentru proprietățile sale antiaderente și este folosit la tigăi. Fluorul este folosit și pentru izolarea cablurilor, pentru banda instalatorilor și ca bază pentru cizme și îmbrăcăminte impermeabile.
Potrivit laboratorului lui Jefferson, fluorura este adăugată la rezervele de apă ale orașului cu o rată de o parte la milion pentru a preveni cariile dentare. În pasta de dinți se adaugă mai mulți compuși de fluor - tot pentru a preveni cariile dentare.
Deși toți oamenii și animalele sunt expuși și au nevoie de fluor, elementul fluor într-o doză suficient de mare este extrem de toxic și periculos. Fluorul poate pătrunde în mod natural în apă, aer și vegetație, precum și în baza animală în cantități mici. Cantități mari de fluor se găsesc în unele alimente, cum ar fi ceaiul și crustaceele.
În timp ce fluorul este esențial pentru a menține rezistența oaselor și a dinților noștri, o cantitate prea mare poate avea efectul opus de a provoca osteoporoză și carii și poate afecta, de asemenea, rinichii, nervii și mușchii.
În forma sa gazoasă, fluorul este incredibil de periculos. Cantități mici de gaz fluorurat sunt iritante pentru ochi și nas, în timp ce cantități mari pot fi fatale. Acidul fluorhidric este, de asemenea, fatal, chiar și în cazul unui contact mic cu pielea.
Fluorul, al 13-lea element cel mai abundent din scoarța terestră; se așează de obicei în sol și se combină ușor cu nisip, pietricele, cărbune și argilă. Plantele pot absorbi fluorul din sol, deși concentrațiile mari ale acestuia cauzează moartea plantelor. De exemplu, porumbul și caisa sunt printre plantele cele mai susceptibile la deteriorare atunci când sunt expuse la concentrații ridicate de fluor.
Cine stia? Fapte amuzante despre fluor
- Fluorura de sodiu este o otravă pentru șobolani.
- Fluorul este cel mai reactiv element chimic de pe planeta noastră; poate exploda la contactul cu orice element, cu excepția oxigenului, heliului, neonului și criptonului.
- Fluorul este, de asemenea, elementul cel mai electronegativ; atrage electronii mai ușor decât orice alt element.
- Cantitatea medie de fluor din corpul uman este de trei miligrame.
- Fluorul este extras în principal în China, Mongolia, Rusia, Mexic și Africa de Sud.
- Fluorul se formează în stelele solare la sfârșitul vieții lor (Astrophysical Journal in Letters 2014). Elementul se formează la cele mai mari presiuni și temperaturi în interiorul unei stele pe măsură ce se extinde pentru a deveni o gigantă roșie. Când straturile exterioare ale unei stele sunt aruncate, creând o nebuloasă planetară, fluorul se deplasează împreună cu alte gaze în mediul interstelar, în cele din urmă se formează noi stele și planete.
- Aproximativ 25% dintre medicamente și medicamente, inclusiv cele pentru cancer, sistemul nervos central și sistemul cardiovascular, conțin o anumită formă de fluor.
Potrivit unui studiu (raport în Journal of Fluorine Chemistry) în ingredientele active ale medicamentelor, înlocuirea legăturilor carbon-hidrogen sau carbon-oxigen cu legături carbon-fluor arată de obicei o eficacitate îmbunătățită a medicamentului, inclusiv o stabilitate metabolică crescută, legare crescută de molecule. îmbunătățește permeabilitatea membranei.
Potrivit acestui studiu, o nouă generație de medicamente anti-cancer, precum și sonde de livrare a medicamentelor cu fluor au fost testate împotriva celulelor stem canceroase și s-au dovedit promițătoare în combaterea celulelor canceroase. Cercetătorii au descoperit că medicamentele care includ fluor au fost de câteva ori mai active și au arătat o stabilitate mai bună decât medicamentele tradiționale împotriva cancerului.
Fluor(lat.fluorum), f, element chimic vii din grupa tabelului periodic al lui Mendeleev, aparține halogeni, număr atomic 9, masă atomică 18,998403; în condiții normale (0 ° C; 0,1 Mn/m2, sau 1 kgf/cm2) este un gaz galben pal cu miros înțepător.
Fosforul natural constă dintr-un izotop stabil, 19 f. Obținuți artificial cinci izotopi radioactivi: 16 f cu un timp de înjumătățire T 1/2 < 1 sec, 17 f ( t 1/2 = 70 sec), 18 f ( t 1/2 = 111 min), 20 f ( t 1/2 = 11,4 sec), 21 f ( t 1/2 = 5 sec).
Referință istorică. Primul compus al fosforului, fluorit (fluorspat) caf 2, a fost descris la sfârșitul secolului al XV-lea. sub denumirea de „fluor” (din lat. fluo - flux, prin proprietatea cafa 2 de a face fluide zguri vâscoase ale industriilor metalurgice). În 1771 K. Scheele a primit acid fluorhidric. Free F. l-a remarcat pe A. moissanîn 1886 prin electroliza acidului fluorhidric anhidru lichid care conține un amestec de fluorură de potasiu acidă khf 3.
Filosofia chimia a început să se dezvolte în anii 1930, mai ales rapid în anii celui de-al Doilea Război Mondial (1939–45) și după acesta în legătură cu nevoile industriei atomice și ale tehnologiei rachetelor. Numele „F”. (din grecescul phth o ros - distrugere, moarte), propus de A. Amperîn 1810, folosit numai în rusă. limba; în multe țări denumirea de „fluor” este acceptată.
Distribuție în natură. Conținutul mediu de fosfor din scoarța terestră (clarke) este de 6,25 · 10 -2% în greutate; în rocile magmatice acide (granite) este de 8 · 10 -2%, în bazice - 3,7 · 10 -2%, în ultrabazice - 1 · 10 -2%. F. este prezentă în gazele vulcanice şi în apele termale. Cel mai important F. fluorit, criolitși topaz (vezi. Fluoruri naturale). Sunt cunoscute un total de 86 de minerale fluorurate. F. compuşii sunt de asemenea în apatite, fosforiti etc F. - important nutrient... În istoria Pământului, produsele erupțiilor vulcanice (gaze etc.) au fost sursa aportului de fosfor în biosferă.
Proprietati fizice si chimice ... F. gazos are o densitate de 1,693 g/l(0 ° C și 0,1 Mn/m2, sau 1 kgf/cm2), lichid - 1,5127 g/cm 3(la punctul de fierbere); t pl - 219,61 ° C; t kip - 188,13 ° C. Molecula F. este formată din doi atomi (f 2); la 1000 ° C 50% din molecule se disociază, energia de disociere este de aproximativ 155 ± 4 kJ/mol(37 ± 1 kcal / mol). F. este slab solubil în acid fluorhidric lichid; solubilitate 2,5 · 10 -3 G la 100 G hf la -70 ° C și 0,4 · 10 -3 la -20 ° C; în formă lichidă, ne dizolvăm la infinit în oxigen lichid și ozon. Configurația electronilor exteriori ai atomului F. 2 s 2 2 p 2... În compuși, prezintă o stare de oxidare de 1. Raza covalentă a atomului este 0,72 a, raza ionică este 1,33 a. Afinitatea electronică 3.62 ev, energie de ionizare (f ® f +) 17,418 ev... Valorile ridicate ale afinității electronilor și ale energiei de ionizare explică electronegativitatea puternică a atomului de fosfor, care este cea mai mare dintre toate celelalte elemente. Reactivitatea ridicată a fosforului determină exotermicitatea fluorurii, care, la rândul său, este determinată de valoarea anormal de scăzută a energiei de disociere a moleculei de acid fosforic și de valorile mari ale energiilor de legătură ale atomului de fosfor cu alți atomi. Fluorurarea directă are un mecanism în lanț și se poate transforma cu ușurință în ardere și explozie. F. reacționează cu toate elementele, cu excepția heliului, neonului și argonului. Interacționează cu oxigenul într-o descărcare strălucitoare, formându-se la temperaturi scăzute fluoruri de oxigen o 2 f 2, o 3 f 2 etc. Reacțiile fosforului cu alți halogeni sunt exoterme, având ca rezultat formarea compuși interhalogeni... Clorul reacționează cu fosforul când este încălzit la 200-250 ° C, dând monofluorura de clor cif și trifluorura de clor clf 3. Cunoscut și cif 5, obținut prin fluorurare a clf 3 la temperatură ridicată și presiune 25 Mn/m2 (250 kgf/cm2). Bromul și iodul se aprind într-o atmosferă de F. la temperaturi obișnuite și se pot obține brf 3, brf 5, dacă 5, dacă 7. F. reacționează direct cu criptonul, xenonul și radonul, formând fluorurile corespunzătoare (de exemplu, xef 4, xef 6, krf 2). Sunt cunoscute și oxifluorurile de xenon.
Interacțiunea fosforului cu sulful este însoțită de eliberarea de căldură și duce la formarea a numeroase fluoruri de sulf... Seleniul și teluriul formează fluoruri mai mari sef 6 tef 6. F. reacţionează cu hidrogenul cu aprindere; astfel format fluorură de hidrogen... Aceasta este o reacție de ramificare a radicalilor în lanț: hf * + h 2 = hf + h 2 *; h 2 * + f 2 = hf + H + f (unde hf * și h 2 * sunt molecule în stare excitată vibrațional); reacția este utilizată în laserele chimice. F. reacţionează cu azotul numai într-o descărcare electrică. Când cărbunele interacționează cu fosforul, se aprinde la temperaturi obișnuite; grafitul reacționează cu acesta la încălzire puternică și este posibilă formarea de grafit fluor solid (cf) x sau perfluorocarburi gazoase cf 4, c 2 f 6 etc.. Cu bor, siliciu, fosfor, arsen, fosfor reacționează la rece, formând fluorurile corespunzătoare. F. se combină viguros cu majoritatea metalelor; metalele alcaline și alcalino-pământoase se aprind în atmosferă de fosfat la rece, bi, sn, ti, mo, w - cu încălzire ușoară, hg, pb, u, v reacționează cu fosfatul la temperatura camerei, pt - la o temperatură de întuneric caldura rosie. De regulă, atunci când metalele interacționează cu fosforul, se formează fluoruri superioare, de exemplu, uf 6, mof 6, hgf 2. Unele metale (fe, cu, al, ni, mg, zn) reacționează cu fosforul pentru a forma o peliculă protectoare de fluoruri, care împiedică reacțiile ulterioare.
În interacțiunea fosforului cu oxizii metalici la rece, se formează fluoruri metalice și oxigen; este posibilă şi formarea de oxifluoruri metalice (ex. moo 2 f 2). Oxizii de nemetale sunt fie adăugați la F., de exemplu, deci 2 + f 2 = deci 2 f 2, fie oxigenul din ei este înlocuit cu F., de exemplu sio 2 + 2f 2 = sif 4 + o 2. Sticla reacţionează foarte lent cu F.; în prezența apei, reacția decurge rapid. Apa interacționează cu F.: 2h 2 o + 2f 2 = 4hf + o 2; astfel format și din 2 și peroxid de hidrogen h 2 o 2. Oxizii de azot nr și 2 sunt adăugați cu ușurință la fosfor pentru a forma fluorură de nitrozil fno și, respectiv, fluorură de nitril fno 2. Monoxidul de carbon adaugă fosfor atunci când este încălzit pentru a forma fluorură de carbonil: co + f 2 = cof 2.
Hidroxizii metalici reacţionează cu fosforul, formând fluorură de metal şi oxigen, de exemplu, 2ba (oh) 2 + 2f 2 = 2baf 2 + 2h 2 o + o 2. Soluțiile apoase de naoh și koh reacționează cu F. la 0 ° C pentru a forma 2.
Halogenurile metalice sau nemetalice interacționează cu fosforul la rece, iar fosforul înlocuiește toți halogenii. Sulfurile, nitrururile și carburile sunt ușor fluorurate. Hidrururile metalice formează fluorura metalică și hf; amoniac (în vapori) - n 2 și hf. F. înlocuiește hidrogenul în acizi sau metale în sărurile acestora, de exemplu, hno 3 (sau nano 3) + f 2 ® fno 3 + hf (sau naf); În condiții mai severe, fosforul înlocuiește oxigenul din acești compuși, formând fluorură de sulfuril, de exemplu, na 2 so 4 + 2f 2 = 2naf + so 2 f 2 + o 2. Carbonații metalelor alcaline și alcalino-pământoase reacționează cu fosforul la temperaturi obișnuite; aceasta dă fluorura corespunzătoare, co2 și o2.
F. reacţionează energic cu substanţele organice.
Primirea. Acidul fluorhidric este o sursă de producere a fosforului, care se obține în principal fie prin acțiunea acidului sulfuric h 2 so 4 asupra fluoritului caf 2, fie prin prelucrarea apatitelor și fosforitelor. Producția de fosfor se realizează prin electroliza unei topituri de fluorură de potasiu acidă kf · (1,8–2,0) hf, care se formează atunci când topitura kf · hf este saturată cu fluorură de hidrogen până la un conținut de 40–41% hf. Electrolizorul este de obicei realizat din oțel; electrozi - anod de carbon și catod de oțel. Electroliza se efectuează la 95-100 ° C și tensiune 9-11 v; Ieșirea curentă a lui F. ajunge la 90-95%. F. rezultat conține până la 5% hf, care este îndepărtat prin congelare, urmată de absorbție de fluorură de sodiu. F. se depozitează în stare gazoasă (sub presiune) și în formă lichidă (la răcire cu azot lichid) în aparate din nichel și aliaje pe bază de nichel ( monel metal), din cupru, aluminiu și aliajele acestuia, alamă, oțel inoxidabil.
Aplicație. Fosforul gazos servește la fluorurarea uf 4, în uf 6, care este utilizat pentru separarea izotopilor uraniu, precum și pentru producerea de trifluorură de clor clf 3 (agent de fluorurare), hexafluorură de sulf sf 6 (izolator gazos în industria electrică), fluoruri metalice (de exemplu, w și v). Lichidul F. este un oxidant pentru combustibilii pentru rachete.
Numeroși compuși ai F. - fluorură de hidrogen, fluorură de aluminiu, silicofluoruri, acid fluorosulfonic (solvent, catalizator, reactiv pentru producerea de compuși organici care conțin o grupare - deci 2 f), bf 3 (catalizator), compuși organofluorinați etc.
Ingineria sigurantei ... F. este toxic, concentrația maximă admisă în aer este de aproximativ 2 · 10 -4 mg/l, iar concentrația maximă admisă în timpul expunerii nu este mai mare de 1 h este 1,5 · 10 -3 mg/l.
A. V. Pankratov.
Fluorul în organism. F. face în mod constant parte din țesuturile animale și vegetale; microelement. Sub formă de compuși anorganici, se găsește în principal în oasele animalelor și ale oamenilor - 100-300 mg/kg; în special multă F. în dinţi. Oasele animalelor marine sunt mai bogate decât oasele animalelor terestre. Intră în corpul animalelor și al oamenilor în principal cu apă de băut, concentrația optimă de F. în care este 1-1,5 mg/l... Cu o lipsă de F., o persoană se dezvoltă carii dentare, cu aport crescut - fluoroza... Concentrațiile mari de ioni de fosfor sunt periculoase datorită capacității lor de a inhiba o serie de reacții enzimatice, precum și de a lega elementele importante din punct de vedere biologic (P, ca, mg etc.), ceea ce le perturbă echilibrul în organism. Derivații organici ai F. se găsesc numai la unele plante (de exemplu, în dichapetalum cymosum sud-african). Principalii sunt derivații de acid fluoroacetic, care sunt toxici atât pentru alte plante, cât și pentru animale. Rolul biologic al F. nu a fost suficient studiat. S-a stabilit o legătură între metabolismul lui F. și formarea țesutului osos al scheletului, și mai ales al dinților. Necesitatea lui F. pentru plante nu a fost dovedită.
V.R. Polishchuk.
F. intoxicația este posibilă la lucrătorii din industria chimică, în timpul sintezei compușilor care conțin fluor și a producerii de îngrășăminte cu fosfor. F. irită căile respiratorii și provoacă arsuri ale pielii. În otrăvirea acută, apar iritarea membranelor mucoase ale laringelui și bronhiilor, ochilor, salivație, sângerări nazale; în cazuri severe - edem pulmonar, afectarea sistemului nervos central etc.; cu cronice - conjunctivită, bronșită, pneumonie, pneumoscleroză, fluoroză. Caracterizat prin leziuni ale pielii, cum ar fi eczema. Prim ajutor: clătirea ochilor cu apă, pentru arsuri ale pielii - irigare cu alcool 70%; în caz de otrăvire prin inhalare – inhalare de oxigen. Prevenire: respectarea normelor de siguranță, purtarea de îmbrăcăminte specială, controale medicale regulate, includerea calciului și vitaminelor în alimentație. Preparatele care conțin F. sunt utilizate în practica medicală ca fonduri antineoplazice (5-fluorouracil, fluoroafur, fluorobenzotef), neuroleptic (trifluperidol, sau trisedil, fluorofenazină, triftazină etc.), antidepresive (fluoroacizină), narcotice (fluoretan).
Lit.: Ryss I. G., Chimia fluorului și a compușilor săi anorganici, M., 1956; Fluorul și compușii săi, trans. din engleză, t. 1-2, M., 1953-56; Bolile profesionale, ed. a III-a, M., 1973.
Descărcați rezumatul
(primul electron)
(după Pauling)
| F | 9 |
| 18,9984 | |
| 2s 2 2p 5 | |
| Fluor | |
Proprietăți chimice
Cel mai activ non-metal, interacționează violent cu aproape toate substanțele (rarele excepții sunt fluoroplasticele), iar cu cele mai multe dintre ele - cu ardere și explozie. Contactul fluorului cu hidrogenul duce la incendiu și explozie chiar și la temperaturi foarte scăzute (până la -252 ° C). Chiar și apa și platina arde într-o atmosferă cu fluor: uraniu pentru industria nucleară.
trifluorura de clor ClF 3 - un agent de fluorurare și un agent oxidant puternic pentru combustibilul pentru rachete
hexafluorura de sulf SF 6 - izolator gazos in industria electrica
fluorurile metalice (de exemplu, W și V), care au unele proprietăți utile
freoni - agenți frigorifici buni
Tefloni - polimeri inerți din punct de vedere chimic
hexafluoroaluminat de sodiu - pentru producerea ulterioară a aluminiului prin electroliză
diverși compuși ai fluorului
Tehnologia rachetei
Compușii de fluor sunt utilizați pe scară largă în tehnologia rachetelor ca agent de oxidare pentru combustibilul rachetelor.Aplicație în medicină
Compușii cu fluor sunt utilizați pe scară largă în medicină ca înlocuitori de sânge.
Rol biologic și fiziologic
Fluorul este un element vital pentru organism. În corpul uman, fluorul se găsește în principal în smalțul dinților în compoziția fluorapatitei - Ca 5 F (PO 4) 3. Cu aportul insuficient (mai puțin de 0,5 mg/litru de apă potabilă) sau excesiv (mai mult de 1 mg/litru) de fluor de către organism, se pot dezvolta boli dentare: carii și fluoroză (petărea smalțului) și respectiv osteosarcom.
Pentru prevenirea cariilor se recomanda folosirea pastelor de dinti cu aditivi fluorurati sau folosirea apei fluorurate (pana la o concentratie de 1 mg/l), sau aplicarea aplicatiilor locale cu o solutie 1-2% de fluorura de sodiu sau fluorura stanosa. Astfel de acțiuni pot reduce probabilitatea cariilor dentare cu 30-50%.
Concentrația maximă admisă de fluor legat în aerul industrial este de 0,0005 mg/litru.
Informații suplimentare
Fluor, fluor, F (9)
Fluorul (Fluor, francez și german. Fluor) a fost obținut în stare liberă în 1886, dar compușii săi sunt cunoscuți de multă vreme și au fost utilizați pe scară largă în metalurgie și producția de sticlă. Primele mențiuni despre fluorit (CaP) numit fluor spat (Fliisspat) datează din secolul al XVI-lea. Una dintre lucrările atribuite legendarului Vasily Valentin menționează pietrele pictate în diverse culori - flux (Fliisse din latină fluere - a curge, a turna), care au fost folosite ca flux în topirea metalelor. Agricola și Libavius scriu și ei despre asta. Acesta din urmă introduce denumiri speciale pentru acest flux - spat fluor (Flusspat) și flux mineral. Mulți autori de lucrări chimice și tehnice din secolele al XVII-lea și al XVIII-lea. descrie diferite tipuri de spat fluor. În Rusia, aceste pietre erau numite fluvik, spalt, scuipat; Lomonosov a atribuit aceste pietre categoriei seleniților și le-a numit spar sau flu (cristal flu). Meșterii ruși, precum și colecționarii de colecții de minerale (de exemplu, prințul P.F. Golitsyn în secolul al XVIII-lea) știau că anumite tipuri de lămpi atunci când sunt încălzite (de exemplu, în apă fierbinte) strălucesc în întuneric. Cu toate acestea, chiar și Leibniz în istoria sa a fosforului (1710) menționează termofosforul (Thermophosphorus) în acest sens.
Aparent, chimiștii și chimiștii artizani s-au familiarizat cu acidul fluorhidric nu mai târziu de secolul al XVII-lea. În 1670, artizanul de la Nürnberg Schwanhard a folosit spatul fluor amestecat cu acid sulfuric pentru a grava modele pe pahare de sticlă. Cu toate acestea, la acel moment natura spatului fluor și acidului fluorhidric era complet necunoscută. S-a crezut, de exemplu, că acidul silicic are un efect de gravare în procesul Schwanhard. Scheele a eliminat această opinie eronată demonstrând că atunci când spatul fluor interacționează cu acidul sulfuric, acidul silicic se obține prin corodarea retortei de sticlă cu acidul fluorhidric rezultat. În plus, Scheele a stabilit (1771) că spatul fluor este o combinație de pământ de var cu un acid special, care a fost numit „acid suedez”.
Lavoisier a recunoscut radicalul fluorique ca pe un corp simplu și l-a inclus în tabelul său de corpuri simple. Într-o formă mai mult sau mai puțin pură, acidul fluorhidric a fost obținut în 1809. Gay Lussac și Thénard prin distilarea spatului fluor cu acid sulfuric într-o retortă cu plumb sau argint. În timpul acestei operațiuni, ambii cercetători au fost otrăviți. Adevărata natură a acidului fluorhidric a fost stabilită în 1810 de către Ampere. El a respins opinia lui Lavoisier că acidul fluorhidric ar trebui să conțină oxigen și a demonstrat analogia acestui acid cu acidul clorhidric. Ampere a raportat descoperirile sale lui Davy, care stabilise recent natura elementară a clorului. Davy a fost pe deplin de acord cu argumentele lui Ampere și a depus mult efort pentru obținerea de fluor liber prin electroliza acidului fluorhidric și în alte moduri. Ținând cont de efectul puternic coroziv al acidului fluorhidric asupra sticlei, precum și asupra țesuturilor vegetale și animale, Ampere a propus să denumească elementul conținut în acesta fluor (greacă - distrugere, moarte, pestilență, ciuma etc.). Cu toate acestea, Davy nu a acceptat acest nume și a sugerat altul - fluor (Fluor) prin analogie cu numele de atunci de clor - clor (Chlor), ambele denumiri sunt încă folosite în engleză. Numele dat de Ampere a fost păstrat în limba rusă.
Numeroase încercări de a izola fluorul liber în secolul al XIX-lea. nu a condus la rezultate de succes. Abia în 1886 Moissan a reușit să facă acest lucru și să obțină fluor liber sub formă de gaz galben-verde. Deoarece fluorul este un gaz neobișnuit de corosiv, Moissan a trebuit să depășească multe dificultăți înainte de a găsi un material potrivit pentru instrumentare în experimentele cu fluor. Un tub în U pentru electroliza acidului fluorhidric la 55 ° C (răcit cu clorură de metil lichidă) a fost realizat din platină cu dopuri de spat fluor. După ce au fost investigate proprietățile chimice și fizice ale fluorului liber, acesta a găsit o aplicație largă. Acum, fluorul este una dintre cele mai importante componente ale sintezei substanțelor organofluorine dintr-o gamă largă. În literatura rusă de la începutul secolului al XIX-lea. fluorul a fost numit diferit: baza acidului fluorhidric, fluor (Dvigubsky, 1824), fluor (Iovskii), fluor (Shcheglov, 1830), fluor, fluor, fluorocarbon. Hess a introdus numele de fluor în 1831.
