Il fluoro (dal L. Fluere, che significa “scorrere”), è un elemento chimico della tavola periodica che ha il simbolo F e il numero atomico 9. È un velenoso alogeno gassoso univalente di colore giallo pallido che è il più chimicamente reattivo ed elettronegativo di tutti gli elementi. Nella sua forma pura, è altamente pericoloso, causando gravi ustioni chimiche al contatto con la pelle.

Ossigeno – Fluoro – Neon F Cl
Generale
Nome, Simbolo, Numero	Fluoro, F, 9
Serie	Alogeni
Gruppo, Periodo, Blocco	17 (VIIA), 2 , p
Densità, Durezza	1.696 kg/m3 (273 K), NA
Apparenza	gas giallo-verdastro pallido
Proprietà atomiche
Peso atomico	18.9984 amu
Raggio atomico (calc.)	50 (42) pm
Raggio covalente	71 pm
raggio di Van der Waals raggio	147 pm
Configurazione degli elettroni	2s2 2p5
e- per livello energetico	2, 7
Stati di ossidazione (ossido)	-1 (acido forte)
Struttura cristallina	cubica
Proprietà fisiche
Stato della materia	Gas (non magnetico)
Punto di fusione	53.53 K (-363.32 °F)
Punto di ebollizione	85.03 K (-306.62 °F)
Volume molare	11.20 ×10-6 m3/mol
Calore di vaporizzazione	3,2698 kJ/mol
Calore di fusione	0.2552 kJ/mol
Pressione di vapore	nessun dato
Velocità del suono	nessun dato
Varie
Elettronegatività	3.98 (scala Pauling)
Capacità termica specifica	824 J/(kg*K)
Conduttività elettrica	nessun dato
Conduttività termica	0.0279 W/(m*K)
1° potenziale di ionizzazione	1681,0 kJ/mol
2° potenziale di ionizzazione	3374.2 kJ/mol
3° potenziale di ionizzazione	6050.4 kJ/mol
4° potenziale di ionizzazione	8407.7 kJ/mol
5° potenziale di ionizzazione	11022.7 kJ/mol
6° potenziale di ionizzazione	15164,1 kJ/mol
7° potenziale di ionizzazione	17868 kJ/mol
8° potenziale di ionizzazione	92038.1 kJ/mol
9° potenziale di ionizzazione	106434,3 kJ/mol
Sono usate unità & STP tranne dove indicato.

Caratteristiche notevoli

Il fluoro puro è un gas corrosivo giallo pallido che è un potente agente ossidante. È il più reattivo ed elettronegativo di tutti gli elementi, e forma composti con la maggior parte degli altri elementi, compresi i gas nobili xeno e radon. Anche in condizioni di buio e freddo, il fluoro reagisce in modo esplosivo con l’idrogeno. In un getto di gas fluoro, vetro, metalli, acqua e altre sostanze bruciano con una fiamma brillante. Si presenta sempre combinato ed ha una tale affinità per la maggior parte degli elementi, specialmente il silicio, che non può essere preparato né dovrebbe essere tenuto in recipienti di vetro.

In soluzione acquosa, il fluoro si presenta comunemente come lo ione fluoruro F-. Altre forme sono fluoro-complessi (come -) o H2F+.

I fluoruri sono composti che combinano il fluoro con qualche resto caricato positivamente. Sono spesso costituiti da ioni.

Applicazioni

Il fluoro è usato nella produzione di plastiche a basso attrito come il Teflon, e negli halon come il Freon. Altri usi:

• L’acido fluoridrico (formula chimica HF) è usato per incidere il vetro nelle lampadine e altri prodotti.
• Il fluoro monoatomico è usato per l’incenerimento al plasma nella produzione di semiconduttori.
• Insieme ai suoi composti, il fluoro è usato nella produzione di uranio (dall’esafluoruro) e in più di 100 diversi prodotti fluorochimici commerciali, comprese molte plastiche ad alta temperatura.
• I fluoroclorocarburi sono usati ampiamente nel condizionamento dell’aria e nella refrigerazione. I clorofluorocarburi sono stati vietati per queste applicazioni perché si sospetta che contribuiscano al buco dell’ozono. L’esafluoruro di zolfo è un gas estremamente inerte e non tossico. Queste classi di composti sono potenti gas serra.
• Il potassio-esafluoroalluminato, la cosiddetta criolite, è usato nell’elettrolisi dell’alluminio.
• Il fluoruro di sodio è stato usato come insetticida, specialmente contro gli scarafaggi.
• Alcuni altri fluoruri sono spesso aggiunti al dentifricio e (in modo alquanto controverso) alle forniture di acqua comunale per prevenire la carie.

Alcuni ricercatori hanno studiato il fluoro elementare come possibile propellente per razzi grazie al suo impulso specifico eccezionalmente alto.

Storia

Il fluoro (L fluere significa flusso o flusso) sotto forma di fluorite fu descritto nel 1529 da Georigius Agricola per il suo uso come flusso, che è una sostanza che viene usata per promuovere la fusione di metalli o minerali. Nel 1670 Schwandhard scoprì che il vetro veniva inciso quando veniva esposto alla fluorite trattata con acido. Karl Scheele e molti ricercatori successivi, tra cui Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier e Louis Thenard sperimentarono tutti con l’acido fluoridrico (alcuni esperimenti finirono in tragedia).

Questo elemento non fu isolato per molti anni dopo, a causa del fatto che quando viene separato da uno dei suoi composti attacca immediatamente i materiali rimanenti del composto. Finalmente nel 1886 il fluoro fu isolato da Henri Moissan dopo quasi 74 anni di sforzi continui.

La prima produzione commerciale di fluoro fu per il progetto Manhattan della bomba atomica nella seconda guerra mondiale dove il composto esafluoruro di uranio (UF6) fu usato per separare gli isotopi di uranio. Questo processo è usato ancora oggi nelle applicazioni dell’energia nucleare.

Composti

Il fluoro può spesso essere sostituito all’idrogeno quando si trova nei composti organici. Attraverso questo meccanismo, il fluoro può avere un numero molto grande di composti. I composti del fluoro che coinvolgono i gas nobili sono stati confermati con fluoruri di krypton, radon e xeno. Questo elemento è recuperato dalla fluorite, dalla criolite e dalla fluoroapatite.

Precauzioni

Il fluoro e l’HF devono essere maneggiati con grande attenzione e qualsiasi contatto con la pelle e gli occhi deve essere rigorosamente evitato.

Sia il fluoro elementare che gli ioni fluoruro sono altamente tossici. Quando è un elemento libero, il fluoro ha un caratteristico odore pungente che è rilevabile in concentrazioni fino a 20 ppb. Si raccomanda che la concentrazione massima consentita per un’esposizione giornaliera di 8 ore ponderata nel tempo sia di 1 ppm (più bassa per esempio dell’acido cianidrico)

Tuttavia, le procedure di manipolazione sicura permettono il trasporto di fluoro liquido a tonnellate.

Riferimento

• Los Alamos National Laboratory – Fluoro (http://periodic.lanl.gov/elements/9.html)

• WebElements.com – Fluoro (http://www.webelements.com/webelements/elements/text/F/index.html)
• EnvironmentalChemistry.com – Fluoro (http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/F.html)
• È elementare – Fluoro (http://education.jlab.org/itselemental/ele009.html)