Флуорът - какво е това? Свойствата на флуор

Флуоро - химичен елемент (символ F, атомен номер 9), неметални, който принадлежи към групата на халоген. Това е най-активните и електроотрицателния. При нормална температура и налягане на молекулата на флуор е отровен газ бледожълт с формула F _2. Както и при други халогени, молекулярен флуор е много опасно и при контакт с кожата причинява тежки изгаряния.

използването на

Флуор и неговите съединения са широко използвани в т. Н., и за производството на фармацевтични продукти, агрохимикали, горива и смазочни материали, и текстил. Флуороводородна киселина се използва за ецване стъкло и плазмата на флуор - за производството на полупроводници и други материали. Ниски концентрации на F йони в паста за зъби и питейна вода може да помогне за предотвратяване на кариес, докато по-високи концентрации са част от някои инсектициди. Много общи анестетици са производни на флуоровъглероди. ¹⁸ F изотоп е източник на позитрон за медицински изображения с позитронна емисионна томография, и уран хексафлуорид се използва за отделяне на изотопи на уран и произвеждат обогатен уран за ядрени централи.

История на откриването

Минерали, съдържащи флуорни съединения, са известни от много години, преди освобождаването на този химичен елемент. Например, минерално флуорит (или флуорит), състояща се от калциев флуорид, е описан в 1530 от Agricola G. Георгиу. Следва да се отбележи, че тя може да се използва като поток - вещество, което помага за намаляване на температурата на топене на метала или рудата и помага чисти желания метал. Затова флуор името си от латинското наименование на полученото дума fluere ( «стрийминг»).

В 1670 Хенри godu glassmaker Shvanhard установено, че стъклото се ецва под влиянието на калциев флуорид (флуорит), третираната с киселина. Карл Шеле и много по-късните изследователи, включително Хъмфри Дейви, Joseph-Louis Gay Lussac-, Antuan Lavuaze, Louis Tenar експериментирали с хидрофлуорна киселина (HF), който се получава лесно чрез третиране CaF концентрирана сярна киселина.

В крайна сметка стана ясно, че HF съдържа неизвестна досега елемент. Това вещество, обаче, благодарение на своята изключителна реактивност не успя да се разпределят в продължение на години. Това не е само трудно да се отделят от съединенията, но веднага взаимодейства с други компоненти от тях. Изолиране на елементарен флуор от флуороводородна киселина е изключително опасно и ранните опити заслепени и убити няколко учени. Тези хора стават известни като "мъченици флуорид."

Откриването и производството

Накрая, през 1886 г., френският химик Хенри Muassanu успя изолиране на смес от флуор чрез електролиза на стопен калиев флуорид и флуороводородна киселина. За това той е награден с 1906 Нобелова награда за химия. Нейната електролитна подход все още се използва днес за промишленото производство на този химичен елемент.

Първата продукция Мащабната на флуор започна по време на Втората световна война. Той е необходим за един от етапите на създаването на атомната бомба в проекта Манхатън. Флуорът се използва за производство на уран хексафлуорид (UF _6), който от своя страна се използва за разделяне на всеки от другите два изотопи ²³⁵ U и ²³⁸ U. Днес газообразен UF ₆ се изисква за получаване на обогатен уран за ядрена енергия.

Най-важните свойства на флуор

В периодичната таблица елемент е в горната част 17 на група (по-рано група 7А), който се нарича халоген. Други халогени включват хлор, бром, йод и астатин. Освен това, F през втория период е между кислород и неон.

Pure флуоро - корозивен газ (химична формула F ₂₎ с характерна остра миризма, която се открива при концентрация от 20 NL на литър. Като най-електроотрицателен и реактивна на всички елементи, тя лесно се образува съединение с по-голямата част от тях. Флуорът е твърде реактивен да съществува в елементарна форма и има подобен афинитет с повечето материали, включително силиций, че не могат да се получат или да се съхраняват в стъклени съдове. В влажен въздух, той реагира с вода за образуване на не по-малко опасни флуороводородна киселина.

Флуор, взаимодейства с водород експлодира дори при ниска температура и на тъмно. Той реагира бурно с вода до образуване на флуороводородна киселина и газообразен кислород. Различни материали, включително стъкло и фино разделени метали, в поток от газ флуор горят ярък пламък. В допълнение, химичен елемент образува съединение с благородни газове криптон, ксенон и радон. Въпреки това директно към азот и кислород, той не реагира.

Въпреки изключителната активност на флуор, ние но вече са достъпни методи за безопасна работа и транспортиране. Елементът може да се съхранява в контейнери, изработени от стомана или монел (никел-богата сплав), тъй като тези материали върху повърхността на флуориди са оформени, че възпрепятства допълнително реакция.

Флуориди - вещество, в което флуор присъства като отрицателно зареден йон (F ^-) в комбинация с някои положително заредени елементи. Флуорни съединения с метали са сред най-стабилни соли. Когато се разтваря във вода, те са разделени на йони. Други форми на флуор са комплекси, например, [FEF _4] ^-, и Н ₂ Ж ^+.

изотопи

Има множество изотопи на халоген, от ¹⁴ F и завършва с ³¹ Е. Но флуор изотоп състав съдържа само един от тях, ¹⁹ F, който съдържа 10 неутрони, така че веднага след като той е стабилен. Радиоактивният изотоп ¹⁸ F - ценен източник на позитрони.

биологични ефекти

Флуор в тялото главно в костите и зъбите под формата на йони. Флуорирането на питейната вода в концентрация, по-малка от една част на милион значително намалява честотата на кариес - така че помислете Националния съвет за научни изследвания на Националната академия на науките на САЩ. От друга страна, прекомерно натрупване на флуорид може да доведе до флуороза, която се проявява в петнистост на зъбите. Този ефект обикновено се наблюдава в области, в които съдържанието на даден химичен елемент в концентрацията на питейна вода надвишава 10 ррт.

Елементарна флуорни и флуорид соли са токсични и трябва да се отнасяме към тях с голямо внимание. При контакт с кожата или очите, трябва внимателно да се избягва. Реакцията с кожата произвежда флуороводородна киселина, която бързо прониква в тъканта и реагира с калция в костите, да я уврежда постоянно.

Флуорът в околната среда

Годишният световното производство на на минералната флуорит на около 4 милиона тона, а общата мощност е проучена депозити в 120 милиона тона. Главницата на този минерал минни райони са Мексико, Западна Европа и Китай.

В природата флуоро намерен в земната кора, където може да се намери в скали, глина и въглерод. Флуориди в когато ветровата ерозия въздуха. Флуорът е 13-ти най-изобилният химичен елемент в земната кора - съдържанието му е 950 части на милион. В почви, средната концентрация - около 330 ррт. Флуороводород могат да бъдат изпуснати в атмосферата в резултат на горивни процеси в индустрията. Флуориди, които са във въздуха, в крайна сметка да паднат на земята или водата. Когато флуор образува връзка с много малки частици, тя може да остане във въздуха за дълги периоди от време.

В атмосфера на 0.6 ррв на химичния елемент във формата на спрей сол и органични хлорни съединения. В градски условия концентрация достига 50 ррв.

връзки

Флуоро - това е елемент, който е широк спектър от органични и неорганични съединения. Химиците могат да заместят водородните атоми, като по този начин създава множество нови вещества. Той образува високо реактивен халогенни съединения с благородни газове. През 1962, Neil Бартлет синтезира ксенон geksaftorplatinat (XePtF6). Изработени са и Fluorides на криптон и радон. Друго съединение е ftorgidrid аргон, стабилна само при изключително ниски температури.

техническо приложение

атомно и молекулно състояние флуор се използва за плазмено ецване в полупроводникови производство, плоски екрани и микроелектромеханични системи. Флуороводородна киселина се използва за офорт стъкло за лампи и други продукти.

Заедно с някои от съединенията, флуор - важна част от производството на фармацевтични продукти, агрохимикали, горива и смазочни материали, и текстил. Химически елемент, необходим за получаване на халогенирани алкани (халони), които от своя страна са широко използвани в климатик и охлаждане. По-късно тази използване на фреони беше забранена, защото те допринасят за разрушаването на озоновия слой в горните слоеве на атмосферата.

Серен хексафлуорид - изключително инертен, нетоксичен газ дължи на вещества, причиняващи парниковия ефект. Без флуор невъзможно за производство на пластмаси с нисък коефициент на триене, като тефлон. Много анестетици (например, севофлуран, десфлуран и изофлуран) са производни на флуоровъглероди. натриев Geksaftoralyuminat (криолит) се използва в алуминиева електролиза.

Флуорни съединения, включително NaF, използвани в пасти за зъби, за да се предотврати кариес. Тези вещества се добавят към общинската водоснабдителна система за флуорирането на водата, но поради въздействието върху човешкото здраве, тази практика е противоречива. При по-високи концентрации на NaF се използва като инсектицид, особено срещу хлебарки.

В миналото, флуориди, използвани за намаляване температурата на топене на метал и руди, и увеличаване на добива им. Флуорът - е важен компонент на производството на уранов хексафлуорид, който се използва за отделяне на неговите изотопи. ¹⁸ F, радиоактивният изотоп с полуживот от 110 минути, излъчва позитрони и често се използва в позитронна емисионна медицински позитрон.

Физични свойства на флуор

Изходните характеристики на химичните елементи са както следва:

• 18.9984032 атомна маса г / мол.
• Електронната конфигурация на 1s 2s ^{2 2 5} _2p.
• степента на окисление на -1.
• Плътност 1.7 гр / л.
• 53,53 температура на топене К.
• К. кипене 85.03
• 31,34 топлина капацитет J / (K · мола).