Fluorul (din L. Fluere, care înseamnă „a curge”), este un element chimic din tabelul periodic care are simbolul F și numărul atomic 9. Este un halogen gazos univalent, otrăvitor, de culoare galben pal, care este cel mai reactiv din punct de vedere chimic și cel mai electronegativ dintre toate elementele. În forma sa pură, este foarte periculos, provocând arsuri chimice grave la contactul cu pielea.
|
Oxigen – Fluor – Neon F .
|
|
| Generalități | |
|---|---|
| Nume, Simbol, număr | Fluor, F, 9 |
| Serie | Halogeni |
| Grupă, perioadă, bloc | 17 (VIIA), 2 , p |
| Densitate, duritate | 1.696 kg/m3 (273 K), NA |
| Aparență | gaz galben-verzui palid |
| Proprietăți atomice | |
| Greutate atomică | 18.9984 amu |
| Rază atomică (calc.) | 50 (42) pm |
| Rază covalentă | 71 pm |
| van der Waals radius | 147 pm |
| Configurația electronilor | 2s2 2p5 |
| e- ‘s pe nivel energetic | 2, 7 |
| State de oxidare (oxid) | -1 (acid puternic) |
| Structura cristalină | cubică |
| Proprietăți fizice | |
| Stare a materiei | Gaz (nemagnetic) |
| Punctul de topire | 53.53 K (-363,32 °F) |
| Punctul de fierbere | 85,03 K (-306,62 °F) |
| Volumul molar | 11.20 ×10-6 m3/mol |
| Căldura de vaporizare | 3,2698 kJ/mol |
| Căldura de fuziune | 0.2552 kJ/mol |
| Presiunea de vaporizare | sau date |
| Viteza sunetului | sau date |
| Diverse | |
| Electronegativitatea | 3.98 (scara Pauling) |
| Capacitate termică specifică | 824 J/(kg*K) |
| Conductivitate electrică | nu există date |
| Conductivitate termică | 0.0279 W/(m*K) |
| Primul potențial de ionizare | 1681,0 kJ/mol |
| Primul potențial de ionizare | 3374.2 kJ/mol |
| 3-lea potențial de ionizare | 6050,4 kJ/mol |
| 4-lea potențial de ionizare | 8407,7 kJ/mol |
| 5-lea potențial de ionizare | 11022.7 kJ/mol |
| 6-lea potențial de ionizare | 15164,1 kJ/mol |
| 7-lea potențial de ionizare | 17868 kJ/mol |
| 8-lea potențial de ionizare | 92038.1 kJ/mol |
| 9-lea potențial de ionizare | 106434,3 kJ/mol |
| Sunt utilizate unitățile ISI & STP, cu excepția cazurilor în care se menționează. | |
Caracteristici notabile
Fluorul pur este un gaz galben palid coroziv care este un puternic agent oxidant. Este cel mai reactiv și electronegativ dintre toate elementele și formează compuși cu majoritatea celorlalte elemente, inclusiv cu gazele nobile xenon și radon. Chiar și în condiții de întuneric și răcoare, fluorul reacționează în mod exploziv cu hidrogenul. Într-un jet de fluor gazos, sticla, metalele, apa și alte substanțe ard cu o flacără strălucitoare. Apare întotdeauna combinat și are o asemenea afinitate pentru majoritatea elementelor, în special pentru siliciu, încât nu poate fi preparat și nici nu trebuie păstrat în vase de sticlă.
În soluție apoasă, fluorul apare în mod obișnuit sub forma ionului fluorură F-. Alte forme sunt fluoro-complecși (cum ar fi -) sau H2F+.
Fluorurile sunt compuși care combină fluorura cu un rest încărcat pozitiv. Ele sunt adesea formate din ioni.
Aplicații
Fluorul este utilizat în producția de materiale plastice cu frecare redusă, cum ar fi Teflonul, și în haloni, cum ar fi Freon. Alte utilizări:
- Acidul fluorhidric (formula chimică HF) este folosit la gravarea sticlei în becuri și alte produse.
- Fluorul monoatomic este utilizat pentru cenușarea cu plasmă în fabricarea semiconductorilor.
- Împreună cu compușii săi, fluorul este utilizat în producția de uraniu (din hexafluorură) și în peste 100 de produse fluorochimice comerciale diferite, inclusiv în multe materiale plastice de înaltă temperatură.
- Fluoro-clorohidrocarburile sunt utilizate pe scară largă în aerul condiționat și în refrigerare. Clorofluorocarburile au fost interzise pentru aceste aplicații deoarece se suspectează că acestea contribuie la gaura de ozon. Sulfohexafluorura de sulf este un gaz extrem de inert și netoxic. Aceste clase de compuși sunt puternice gaze cu efect de seră.
- Potasiuhexafluoroaluminat, așa-numitul criolit, este utilizat în electroliza aluminiului.
- Fluorura de sodiu a fost folosită ca insecticid, în special împotriva gândacilor.
- Câteva alte fluoruri sunt adesea adăugate în pasta de dinți și (într-un mod oarecum controversat) în rezervele de apă municipale pentru a preveni cariile dentare.
Câțiva cercetători au studiat fluorul elementar gazos un posibil propulsor pentru rachete datorită impulsului său specific excepțional de ridicat.
Istorie
Fluorul (L fluere însemnând flux sau curgere) sub formă de fluorspar a fost descris în 1529 de Georigius Agricola pentru utilizarea sa ca fondant, care este o substanță folosită pentru a favoriza fuziunea metalelor sau a mineralelor. În 1670, Schwandhard a constatat că sticla era gravată atunci când era expusă la fluorspatul tratat cu acid. Karl Scheele și mulți cercetători de mai târziu, inclusiv Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier și Louis Thenard, cu toții vor experimenta cu acidul fluorhidric (unele experimente se vor sfârși în tragedie).
Acest element nu a fost izolat timp de mulți ani după aceasta din cauza faptului că atunci când este separat de unul dintre compușii săi, atacă imediat materialele rămase din compus. În cele din urmă, în 1886, fluorul a fost izolat de Henri Moissan, după aproape 74 de ani de eforturi continue.
Prima producție comercială de fluor a fost pentru proiectul bombei atomice Manhattan din cel de-al Doilea Război Mondial, unde compusul hexafluorură de uraniu (UF6) a fost folosit pentru a separa izotopii de uraniu. Acest procedeu este utilizat și astăzi în aplicațiile de energie nucleară.
Compuși
Fluorul poate fi adesea înlocuit cu hidrogenul atunci când apare în compușii organici. Prin acest mecanism, fluorul poate avea un număr foarte mare de compuși. Compușii de fluor care implică gaze nobile au fost confirmați cu fluoruri de kripton, radon și xenon. Acest element este recuperat din fluorită, criolită și fluorapatită.
Precauții
Fluorul și HF trebuie manipulate cu mare grijă și orice contact cu pielea și ochii trebuie evitat cu strictețe.
Atât fluorul elementar cât și ionii de fluorură sunt foarte toxici. Atunci când este un element liber, fluorul are un miros înțepător caracteristic care este detectabil în concentrații de până la 20 ppb. Se recomandă ca concentrația maximă admisibilă pentru o expunere zilnică de 8 ore, ponderată în timp, să fie de 1 ppm (mai mică decât, de exemplu, cea a cianurii de hidrogen)
Cu toate acestea, procedurile de manipulare în condiții de siguranță permit transportul fluorului lichid cu tonele.
Referință
- 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)
.