Fluor (van L. Fluere, wat “stromen” betekent), is een chemisch element in het periodiek systeem met het symbool F en atoomnummer 9. Het is een giftig lichtgeel, eenwaardig gasvormig halogeen dat chemisch het meest reactief en elektronegatief van alle elementen is. In zuivere vorm is het zeer gevaarlijk en veroorzaakt het ernstige chemische brandwonden bij contact met de huid.

Zuurstof – Fluor – Neon F Cl
Algemeen
Naam, Symbool, Nummer	Fluor, F, 9
Serie	Halogenen
Groep, Periode, Blok	17 (VIIA), 2 , p
Dichtheid, Hardheid	1.696 kg/m3 (273 K), NA
Uiterlijk	puur groengeel gas
Atomaire eigenschappen
Atomair gewicht	18.9984 amu
Atomaire radius (calc.)	50 (42) pm
Covalente radius	71 pm
van der Waals radius	147 pm
Elektronenconfiguratie	2s2 2p5
e- ’s per energieniveau	2, 7
Oxidatietoestanden (oxide)	-1 (sterk zuur)
Kristalstructuur	kubisch
Fysische eigenschappen
Materiële toestand	Gas (niet-magnetisch)
Smeltpunt	53.53 K (-363,32 °F)
kookpunt	85,03 K (-306,62 °F)
molair volume	11.20 ×10-6 m3/mol
Verdampingswarmte	3,2698 kJ/mol
Smeltingswarmte	0,2552 kJ/mol	0,2552 kJ/mol	.2552 kJ/mol
Dampdruk	geen gegevens
Snelheid van het geluid	geen gegevens
Diversen
Electronegativiteit	3.98 (Pauling-schaal)
Specifieke warmtecapaciteit	824 J/(kg*K)
Elektrisch geleidingsvermogen	geen gegevens
Thermisch geleidingsvermogen	0.0279 W/(m*K)
1ste ionisatiepotentiaal	1681,0 kJ/mol
2ste ionisatiepotentiaal	3374.2 kJ/mol
3e ionisatiepotentiaal	6050,4 kJ/mol
4e ionisatiepotentiaal	8407,7 kJ/mol
5e ionisatiepotentiaal	11022.7 kJ/mol
6e ionisatiepotentiaal	15164.1 kJ/mol
7e ionisatiepotentiaal	17868 kJ/mol
8e ionisatiepotentiaal	92038.1 kJ/mol
9e ionisatiepotentiaal	106434.3 kJ/mol
SI eenheden & STP worden gebruikt behalve waar genoteerd.

Notabele kenmerken

Puur fluor is een corrosief bleekgeel gas dat een krachtig oxidatiemiddel is. Het is het meest reactieve en elektronegatieve van alle elementen, en vormt verbindingen met de meeste andere elementen, met inbegrip van de edelgassen xenon en radon. Zelfs in donkere, koele omstandigheden reageert fluor explosief met waterstof. In een straal fluorgas branden glas, metalen, water en andere stoffen met een heldere vlam. Het komt altijd gecombineerd voor en heeft zo’n affiniteit met de meeste elementen, vooral met silicium, dat het niet kan worden bereid en ook niet in glazen vaten moet worden bewaard.

In waterige oplossing komt fluor gewoonlijk voor als het fluoride-ion F-. Andere vormen zijn fluoro-complexen (zoals -) of H2F+.

Fluoriden zijn verbindingen die fluoride combineren met een of andere positief geladen rest. Zij bestaan vaak uit ionen.

Toepassingen

Fluor wordt gebruikt bij de produktie van wrijvingsarme kunststoffen zoals Teflon, en in halonen zoals Freon. Andere toepassingen:

• Hydrofluorzuur (chemische formule HF) wordt gebruikt voor het etsen van glas in gloeilampen en andere producten.
• Monatomair fluor wordt gebruikt voor plasmaverassing bij de fabricage van halfgeleiders.
• Met zijn verbindingen wordt fluor gebruikt bij de productie van uranium (uit het hexafluoride) en in meer dan 100 verschillende commerciële fluorchemicaliën, waaronder veel hoge-temperatuur kunststoffen.
• Fluorochloorkoolwaterstoffen worden op grote schaal gebruikt in airconditioning en in koeling. Chloorfluorkoolwaterstoffen zijn voor deze toepassingen verboden omdat wordt vermoed dat zij bijdragen tot het ozongat. Zwavelhexafluoride is een uiterst inert en niet-giftig gas. Deze klassen van verbindingen zijn krachtige broeikasgassen.
• Kaliumhexafluoroaluminaat, het zogenaamde cryoliet, wordt gebruikt bij de elektrolyse van aluminium.
• Natriumfluoride is gebruikt als insecticide, vooral tegen kakkerlakken.
• Sommige andere fluoriden worden vaak toegevoegd aan tandpasta en (enigszins omstreden) aan de gemeentelijke watervoorziening om gaatjes in het gebit te voorkomen.

Sommige onderzoekers hebben elementair fluorgas bestudeerd als mogelijk drijfgas voor raketten vanwege de uitzonderlijk hoge specifieke impuls.

Geschiedenis

Fluor (L fluere betekent stroom of flux) in de vorm van vloeispaat werd in 1529 beschreven door Georigius Agricola voor het gebruik als flux, dat is een stof die wordt gebruikt om het samensmelten van metalen of mineralen te bevorderen. In 1670 ontdekte Schwandhard dat glas werd geëtst wanneer het werd blootgesteld aan vloeispaat dat met zuur was behandeld. Karl Scheele en vele latere onderzoekers, waaronder Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier en Louis Thenard, experimenteerden met fluorwaterstofzuur (sommige experimenten liepen uit op een tragedie).

Dit element werd daarna vele jaren niet geïsoleerd vanwege het feit dat het, wanneer het wordt gescheiden van een van zijn verbindingen, onmiddellijk de resterende materialen van de verbinding aantast. Uiteindelijk werd fluor in 1886 geïsoleerd door Henri Moissan na bijna 74 jaar onafgebroken inspanning.

De eerste commerciële productie van fluor was voor het atoombom Manhattan-project in de Tweede Wereldoorlog, waar de verbinding uraniumhexafluoride (UF6) werd gebruikt om isotopen van uranium te scheiden. Dit proces wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt in kernenergietoepassingen.

Compounds

Fluor kan vaak worden vervangen door waterstof wanneer het voorkomt in organische verbindingen. Door dit mechanisme kan fluor een zeer groot aantal verbindingen hebben. Fluorverbindingen waarbij edelgassen betrokken zijn, zijn bevestigd met fluoriden van krypton, radon en xenon. Dit element wordt teruggewonnen uit fluoriet, kryoliet en fluorapatiet.

Voorzorgsmaatregelen

Fluor en HF moeten met grote voorzichtigheid worden gehanteerd en elk contact met huid en ogen moet strikt worden vermeden.

Zowel elementair fluor als fluoride-ionen zijn zeer giftig. Als vrij element heeft fluor een karakteristieke doordringende geur die al in concentraties van 20 ppb kan worden waargenomen. Aanbevolen wordt dat de maximaal toelaatbare concentratie voor een dagelijkse tijdsgewogen blootstelling van 8 uur 1 ppm bedraagt (lager dan bijvoorbeeld waterstofcyanide)

Veilige hanteringsprocedures maken echter het vervoer van vloeibaar fluor per ton mogelijk.

Reference

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

• WebElements.com – Fluor (http://www.webelements.com/webelements/elements/text/F/index.html)
• EnvironmentalChemistry.com – Fluor (http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/F.html)
• It’s Elemental – Fluor (http://education.jlab.org/itselemental/ele009.html)