Fluoras - kas tai? Floruotus savybės

Fluor - cheminis elementas (simbolis F, atominis skaičius 9), ne-metalas, kuris yra siejamas su halogeno grupe. Tai yra labiausiai aktyvus ir Elektroujemny. Esant normaliai temperatūrai ir slėgio fluoro molekulės yra nuodingos dujos, šviesiai geltoną spalvą su formulės F _2. Kaip ir su kitais halogenais, molekulinė fluoro yra labai pavojingas ir susilietus su oda Stipriai nudegina.

jo naudojimas

Fluoro ir jo junginiai yra plačiai naudojami t. H., Ir už farmacijos, agrocheminių, degalų ir tepalų, ir tekstilės gaminių gamyboje. Vandenilio fluorido rūgštis yra naudojama etch stiklas, ir fluoro plazmą - puslaidininkinių ir kitų medžiagų gamybai. Mažos koncentracijos F jonų dantų pasta ir geriamojo vandens gali padėti išvengti karieso, o didesnės koncentracijos yra dalis kai kurių insekticidų. Daugelis bendrosios anestetikai yra dariniai anglies fluoridų. ¹⁸ F izotopų yra pozitronų šaltinis medicininiuose vizualizavimo pagal pozitronų emisijos tomografijos ir urano heksafluoridas naudojamas izotopų urano atskyrimo ir gaminti prisodrinto urano branduolinių jėgainių.

Istorija atradimas

Mineralų, kurių sudėtyje yra fluoro junginių,, buvo žinoma daugelį metų iki šio cheminio elemento išleidimo. Pavyzdžiui, mineralinis fluoritas (arba fluorito), susidedančios iš kalcio fluorido, buvo aprašyta 1530 pagal Agricola G. Gheorghiu. Jis pažymėjo, kad jis gali būti naudojamas kaip kinta - medžiaga, kuri padeda sumažinti lydymosi tašką metalo ar rūdos ir padeda valyti norimą metalą. Todėl fluoras savo vardą iš lotyniškas gautą žodis fluere ( «transliacijos»).

1670 Henry godu glassmaker Shvanhard nustatė, kad stiklas yra išgraviruotas pagal kalcio fluorido (fluoritui), apdorota rūgštimi įtakos. Karl Scheele ir daug vėliau mokslininkai, įskaitant Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Thenard, eksperimentavo su vandenilio fluorido rūgštis (HF), kuris buvo lengva gauti apdorojant CaF koncentruota sieros rūgštis.

Galų gale, tapo aišku, kad HF yra anksčiau nežinomų elementas. Ši medžiaga, tačiau dėl savo ypatingos reaktyvumo metų skirti nepavyko. Ji yra ne tik sunku atskirti nuo junginių, bet ji iš karto reaguoja su kitais jų sudedamųjų dalių. Izoliacija elementinio fluoro nuo vandenilio fluorido rūgštis yra labai pavojinga, ir anksti bandyta apakinti ir žuvo keli mokslininkai. Šie žmonės tapo žinomas kaip "kankiniai fluorido."

Šis atradimas ir gamyba

Galiausiai, 1886, Prancūzijos chemikas Henri Muassanu pavyko izoliuojantis mišinys iš fluoro elektrolizės išlydyto kalio fluoridas ir vandenilio fluorido rūgštis. Už tai jis buvo apdovanotas 1906 Nobelio chemijos premija. Jo elektrolitinis požiūris vis dar naudojamas šiandien už pramoninės gamybos šio cheminio elemento.

Pirmasis didelio masto gamybą, fluoro pradėjo Antrojo pasaulinio karo metu. Jis buvo reikalingas vienas iš į atominės bombos kūrimo Manheteno projekte etapais. Fluoras yra naudojamas gaminant urano heksafluoridas (UF _6), kuris, savo ruožtu, naudojamas atskirti vienas nuo kito du izotopų ²³⁵ U ir ²³⁸ U. Šiandien dujinės UF _6, privalo gauti prisodrinto urano branduolių galią.

Svarbiausi savybės fluoro

Į periodinės lentelės elemento yra viršutinėje dalyje 17 grupės (anksčiau grupė 7A), kuris yra vadinamas halogenas. Kita halogenai Įtraukti chloro, bromo, jodo ir astatas. Be to, F antrąjį laikotarpį yra tarp deguonies ir neono.

Grynas fluor - ėsdinančio dujos (cheminė formulė F _2), turintis būdingą aštrų kvapą kuriais buvo nustatytas esant 20 nl viename litre. Kaip labiausiai Elektroujemny ir reaktyviosios visų elementų, lengvai formuoja junginį su dauguma iš jų. Fluoras yra per reaktyviosios egzistuoti elementinės ir turi tokį su daugeliu medžiagų, įskaitant silicio, kad ji negali būti paruoštos arba saugomais stiklo taros pažiūras. Be drėgnas oras, jis reaguoja su vandeniu, sudaro ne mažiau pavojingomis vandenilio fluorido.

Fluoras, sąveikauja su vandenilio sprogsta net esant žemai temperatūrai ir tamsoje. Tai Smarkiai reaguoja su vandeniu, kad susidarytų vandenilio fluorido rūgštis ir dujinį deguonį. Skirtingos medžiagos, įskaitant stiklo ir susmulkintomis metalų, daugeliu fluoro dujų srauto dega šviesia liepsna. Be to, cheminis elementas sudaro junginį su inertinių dujų kriptono, ksenono ir radoną. Tačiau tiesiogiai azoto ir deguonies, jis nereaguoja.

Nepaisant ekstremalių veiklos fluoro, mes dabar tapo prieinami metodai saugaus eksploatavimo ir pervežimo sąlygomis. Elementas gali būti saugomi konteineriai, pagaminti iš plieno arba Monel (nikelio-turtinga lydinio), nuo šios medžiagos dėl fluoridų paviršiaus yra suformuota, kad trukdoma tolesnei reakciją.

Fluoridai - medžiaga, kurioje fluoro yra kaip neigiamai įelektrintas jonas (F ^-) kartu su tam tikrais teigiamo krūvio elementų. Fluoro junginiai, kurių metalų yra tarp labiausiai stabilios druskų. Kai ištirpinta vandenyje, jie yra suskirstyti į jonais. Kitų formų fluoro yra kompleksai, pvz, [fef _4] ^-, ir H ₂ F ^+.

izotopai

Yra daug izotopai halogenu svyruoja nuo ¹⁴ F ³¹ F Bet baigiant izotopo sudėtį fluoro ji apima tik vieną iš jų, ¹⁹ F, kuri yra 10 neutronus, kad tik jis yra stabilus. Radioaktyviųjų izotopų ¹⁸ F - vertingas šaltinis Pozitronas.

biologiniai efektai

Fluoro organizme daugiausia kaulų ir dantis jonų forma. Fluoravimo Geriamojo vandens mažiau nei viena milijoninė dalis koncentracija žymiai sumažina ėduonies atvejų - taip atsižvelgti į nacionalinės mokslinių tyrimų tarybos Nacionalinės mokslų akademijos JAV. Kita vertus, pernelyg didėja fluorido gali sukelti fluorozė, kuri pasireiškia dantų dėmelėmis. Šis poveikis dažniausiai stebėtas srityse, kur tam tikro cheminio elemento į geriamojo vandens koncentracijos kiekis viršija 10 ppm.

Elemental fluoro ir fluoro druskos yra toksiški ir turi elgtis su jais labai atsargiai. reikia atidžiai vengti sąlyčio su oda ar akimis. Reakcija su oda gamina vandenilio fluorido rūgštis, kuri greitai prasiskverbia į audinį ir reaguoja su kaulų kalcio, kenkia visam laikui.

Fluoras aplinkoje

Metinis pasaulis gamyba mineralinio fluorito apie 4 mln tonų, o bendra galia yra ištirti indėlius per 120 milijonų tonų. Iš šio mineralo kasybos plotai yra Meksika, Vakarų Europa ir Kinija pagrindinę.

Pobūdžio fluoru randamas žemės plutoje, kur ji galima rasti uolų, molio ir anglies. Fluoridai į orą, kai vėjo erozijos. Fluoras yra 13 labiausiai paplitęs cheminis elementas žemės plutoje - jo turinys yra 950 ppm. Dirvožemyje, jo vidutinė koncentracija - apie 330 ppm. Vandenilio fluorido gali būti išleistas į orą kaip degimo procesų pramonėje rezultatas. Fluoridai, kad yra ore galiausiai patenka į žemę arba į vandenį. Kai fluoro sudaro jungtį su labai mažų dalelių, jis gali likti ore ilgą laiką.

Į 0,6 ppb chemijos esančiam elementui neturinčio druskos purškimo ir organinių chloro junginių pavidalu atmosferoje. Miesto aplinkoje koncentracija pasiekia 50 ppb.

jungtys

Fluor - tai yra elementas, kuris sudaro platų organinių ir neorganinių junginių. Chemikai gali pakeisti vandenilio atomus, tokiu būdu sukuriant naujas medžiagas daugybę. Ji sudaro itin reaktyvus halogenų junginiai, kurių inertinių dujų. 1962, Neil Bartlett sintezuoja xenon geksaftorplatinat (XePtF6). Taip pat buvo parengta fluoridai kriptonas ir radoną. Kitą junginį, yra ftorgidrid argonas, stabili tik labai žemai temperatūrai.

Techninė taikymo

Atominis ir molekulinė būklė fluoro yra naudojamas plazmos ėsdinimo puslaidininkių gamyba, plokščiųjų ekranų ir mikroelektromechaninių sistemų. Vandenilio fluorido rūgštis yra naudojama ėsdinimo stiklo lempų, ir kiti produktai.

Kartu su kai jo junginių, fluoras - svarbi dalis farmacijos, Agrochemija, degalų ir tepalų, ir tekstilės gaminių gamyboje. Cheminis elementas reikalinga halogenintų alkanų (halonų), kuri, savo ruožtu, yra plačiai naudojami oro kondicionavimo sistemose ir aušinimo preparato. Vėliau šis CFC naudojimo buvo uždrausta, nes jie prisideda prie ozono sluoksnio viršutinės atmosferos sunaikinimo.

Sieros heksafluorido - labai inertiška, netoksiškas dujų priskirtinas sukeliančių medžiagų šiltnamio efektą. Be fluoro neįmanoma gaminti plastikų su mažu trinties koeficientu, pavyzdžiui, teflonu. Daug anestetikai (pavyzdžiui, ilgo sevoflurano, desflurane ir izofluranui) yra kilęs iš anglies fluoridų. natrio Geksaftoralyuminat (Kriolit) naudojamas elektroliza aliuminio.

Fluoro junginiai, įskaitant ir NBS, naudojami dantų pastos, siekiant užkirsti kelią ėduonį. Šios medžiagos yra įtraukta į savivaldybės vandens tiekimo sistemos vandens fluoravimo, bet dėl poveikio žmogaus sveikatai, ši praktika yra prieštaringa. Esant didesnei koncentracijai NBS yra naudojamas kaip insekticidas, ypač prieš tarakonus.

Praeityje, fluoridai naudojami siekiant sumažinti metalo lydymosi temperatūrą ir rūdos, ir padidinti jų rezultatus. Fluorido - yra svarbi urano heksafluorido, kuri yra naudojama jos izotopų atskyrimo gamybai. ¹⁸ F, radioaktyviųjų izotopų su puse gyvenimo 110 minučių, skleidžia pozitronai ir yra dažnai naudojama medicinos pozitronų emisijos tomografijos.

Fizikinių savybių fluoro

Pradiniai požymiai cheminių elementų yra taip:

• 18.9984032 atominės masės g / mol.
• Elektroninis konfigūracija 1s 2s ^{2 2 5} _2p.
• Oksidacijos būklė -1.
• Tankis 1,7 g / l.
• 53.53 K. lydymosi temperatūra
• K. Virimo 85.03
• 31.34 Šilumos talpa J / (K · mol).