|
|||||||||||||||||||||||||||||||
| Dane ogólne | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nazwa, symbol, l.a.* | Fluor, F, 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności metaliczne | halogen | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupa, okres, blok | 17 (VIIA), 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość, twardość | 1,696 kg/m3, bd | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kolor | zielonożółty gaz | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności atomowe | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa | 18,9984 u | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień atomowy (obl.) | 50 (42) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień kowalencyjny | 71 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Promień van der Waalsa | 147 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Konfiguracja elektronowa | [He]2s²2p5 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| e- na poziom energetyczny | 2, 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia | -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności kwasowe tlenków | silnie kwaśne | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktura krystaliczna | regularna | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Własności fizyczne | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia | gazowy | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | 53,53 K (-219,62 °C) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | 85,03 K (-188,12°C) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Objętość molowa | 11,20×10-6 m³/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło parowania | 3,2698 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło topnienia | 0,2552 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciśnienie pary nasyconej | bd | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Prędkość dźwięku | bd | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Pozostałe dane | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektroujemność | 3,98 (Pauling) 4,10 (Allred) |
||||||||||||||||||||||||||||||
| Ciepło właściwe | 824 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność właściwa | bd | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Przewodność cieplna | 0,0279 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| I Potencjał jonizacyjny | 1681,0 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| II Potencjał jonizacyjny | 3374,2 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| III Potencjał jonizacyjny | 6050,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| IV Potencjał jonizacyjny | 8407,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| V Potencjał jonizacyjny | 11022,7 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| VI Potencjał jonizacyjny | 15164,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| VII Potencjał jonizacyjny | 17868 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| VIII Potencjał jonizacyjny | 92038,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| IX Potencjał jonizacyjny | 106434,3 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Najbardziej stabilne izotopy* | |||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, |
|||||||||||||||||||||||||||||||
| *Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Fluor (F, łac. fluorum) - pierwiastek chemiczny, niemetal z grupy fluorowców w układzie okresowym. Fluor w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki F2.
Jest najaktywniejszym niemetalem o największej elektroujemności, tworzącym związki z większością z innych pierwiastków (nawet z gazami szlachetnymi - kryptonem, ksenonem i radonem). W przeciwności do innych fluorowców fluor łączy się wybuchowo z wodorem tworząc fluorowodór bez dostępu światła i w niskiej temperaturze. W strumienu gazowego fluoru palą się szkło, metale i woda. Z powodu jego dużej aktywności nie można go przechowywać, ani wytwarzać w naczyniach szklanych.
Fluor jest otrzymywany poprzez elektrolizę ciekłego fluorowodoru z dodatkiem wodorofluorku potasu (KHF2).
Wchodzi w skład kwasu fluorowodorowego i fluorków. W roztworze wodnym najczęściej występuje jako jon fluorkowy F-. Zdarzają się także jony kompleksowe, np. [FeF4]- albo jon H2F+.
Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,054%. Jedynym stabilnym izotopem fluoru jest 19F.
Spis treści |
[edytuj] Zastosowanie
Gazowego fluoru używa się przy produkcji monomerów, fluorowanych alkenów, z których otrzymuje się teflon i jego pochodne. Oprócz tego jest stosowany do produkcji halonów, które są stosowane jako ciecze chłodzące i hydrauliczne (np. freon). Inne zastosowania:
- kwas fluorowodorowy (HF) oraz fluorki litowców i amonu są używane do trawienia szkła, m.in. w żarówkach
- jednoatomowy fluor jest używany w produkcji półprzewodników
- sześciofluorku uranu (UF6) używa się do wzbogacania uranu
- heksafluoroglinian potasu, tzw. kriolit jest używany w elektrolitycznym otrzymywaniu glinu
- fluorek sodu był kiedyś używany jako insektycyd, głównie przeciwko karaluchom
- niektóre inne fluorki są często dodawane do past do zębów i (co budzi czasem kontrowersje) do wody pitnej, aby zapobiegać próchnicy zębów.
- sześciofluorek siarki (SF6) jest stosowany zamiast powietrza w rozdzielniach i transformatorach, gdyż ma 3 razy lepsze właściwości izolacyjne, niż powietrze, co zmniejsza potrzebne miejsce.
[edytuj] Historia
Fluoryt (fluorek wapnia) został opisany w 1529 przez Georigiusa Agricolę z powodu jego użycia jako topnika ułatwiającego łączenie metali i minerałów. W 1670 r. Schwandhand odkrył, że szkło można trawić za pomocą fluorytu, na który podziałano kwasem. Karl Scheele i wielu późniejszych badaczy, w tym Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier i Louis Thenard eksperymentowali z kwasem fluorowodorowym, łatwo otrzymywanym z fluorytu przez potraktowanie go stężonym kwasem siarkowym.
W końcu zdano sobie sprawię, że kwas fluorowodorowy zawiera wcześniej nie znany pierwiastek. Jednak przez wiele lat nie udawało się go wyodrębnić z powodu jego ogromnej aktywności chemicznej - z trudem jest wydzielany ze związku, po czym natychmiast reaguje z pozostałą częścią substancji wyjściowej. W 1886 r. fluor został otrzymany przez Henri'ego Moissana po prawie 74 latach nieustannych wysiłków. Moissanowi odkrycie fluoru przyniosło Nagrodę Nobla w 1906 r. Od początku wieku XX wiedziano, iż podawanie ludziom niewielkich dawek fluoru może sprawić, że staną się ulegli i podatni na manipulacje. Podczas II wojny światowej hitlerowcy szukając sposobu, aby otumanić więźniów obozów koncentracyjnych, zaczęli podawać im duże dawki fluoru w wodzie pitnej. Produkcja fluoru została zlecona koncernowi I.G.Farben z Frankfurtu.
Pierwsza produkcja na skalę przemysłową fluoru została uruchomiona na potrzeby projektu Manhattan. Gazowy fluorek uranu (UF6) był wtedy używany do oddzielenia izotopów uranu (U-235 i U-238). Dzisiaj do wzbogacania uranu używa się fluorku uranu i metody dyfuzyjnej lub wirówkowej. Jako pierwszy polską nazwę - fluor - zaproponował Filip Walter.
Na 100-lecie odkrycia fluoru Karl Christe otrzymał ten pierwiastek poprzez reakcję heksafluoromanganianu(IV) potasu z fluorkiem antymonu(V) w temp. pow. 150°C:
- K2MnF6 + 2SbF5 → 2KSbF6 + MnF2 + F2↑
Reakcja ta nie ma żadnego praktycznego znaczenia, ale pokazuje, że nie jest konieczna elektroliza.
[edytuj] Związki
Fluor może zastępować wodór w związkach organicznych, dlatego liczba związków fluoru może być bardzo duża. Związki fluoru z gazami szlachetnymi po raz pierwszy otrzymali Howard Claassen, Henry Selig i John Malm w 1962 r. Pierwszym z tych związków był tetrafluorek ksenonu. Otrzymano również fluorki kryptonu i radonu.
Fluor otrzymuje się z fluorytu, kriolitu lub apatytu fluorowego.
[edytuj] Znaczenie biologiczne fluoru
Fluor w odpowiednich ilościach jest pierwiastkiem niezbędnym dla prawidłowego rozwoju kości i zębów (odkłada się w nich w postaci fluoroapatytu).
Gazowy fluor dobrze wchłania się przez drogi oddechowe i pokarmowe. Związki fluoru obecne np. w żywności dobrze wchłaniają się z dróg pokarmowych.
Pierwiastkowy fluor jak i jony fluorkowe są silnie toksyczne. Zaburza procesy enzymatyczne w komórkach hamując oddychanie tkankowe, przemianę węglowodanów, lipidów oraz syntezę hormonów. Sam fluor i niektóre jego związki działają żrąco powodując głębokie martwice. Wolny fluor ma charakterystyczny drażniący zapach i jest wyczuwalny nawet w stężeniu 20 ppm.
Po podaniu doustnym w dużych stężeniach związki fluoru powodują zatrucia ostre, na skutek żrącego działania wydzielającego się fluorowodoru. Dalsze objawy to płytki oddech, kurcz dłoni, drgawki, ślinotok i nudności. Bezpośrednią przyczyną zgonu w wyniku zatrucia fluorem jest porażenie ośrodka oddechowego.
Zatrucia przewlekłe małymi dawkami fluoru (fluoroza) objawiają się zaburzeniami w uwapnieniu kości, brunatnym cętkowaniem zębów, zmniejszeniem ruchliwości.
Dozwolone maksymalne stężenie przy założeniu 8-godzinnej ekspozycji na działanie fluoru to 0.05mg/m3 (czyli mniej, niż w przypadku cyjanowodoru).
Źródło: Witold Seńczuk red.: Toksykologia. Podręcznik dla studentów, lekarzy i farmaceutów Wydanie IV. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2002.
[edytuj] Środki ostrożności
Zarówno fluor jak i fluorowodór muszą być przechowywane z zachowaniem szczególnych środków ostrożności. Powinno się unikać wszelkiego kontaktu ze skórą lub oczami. Fluoru nie przechowuje się w szkle.
(Ac) aktyn · (Am) ameryk · (Sb) antymon · (Ar) argon · (As) arsen · (At) astat · (N) azot · (Ba) bar · (Bk) berkel · (Be) beryl · (Bi) bizmut · (Bh) bohr · (B) bor · (Br) brom · (Ce) cer · (Cs) cez · (Cl) chlor · (Cr) chrom · (Sn) cyna · (Zn) cynk · (Zr) cyrkon · (Ds) darmsztadt · (Db) dubn · (Dy) dysproz · (Es) einstein · (Er) erb · (Eu) europ · (Fm) ferm · (F) fluor · (P) fosfor · (Fr) frans · (Gd) gadolin · (Ga) gal · (Ge) german · (Al) glin · (Hf) hafn · (Hs) has · (He) hel · (Ho) holm · (In) ind · (Ir) iryd · (Yb) iterb · (Y) itr · (I) jod · (Cd) kadm · (Cf) kaliforn · (Cm) kiur · (Co) kobalt · (Kr) krypton · (Si) krzem · (Xe) ksenon · (La) lantan · (Li) lit · (Lr) lorens · (Lu) lutet · (Mg) magnez · (Mn) mangan · (Mt) meitner · (Md) mendelew · (Cu) miedź · (Mo) molibden · (Nd) neodym · (Ne) neon · (Np) neptun · (Ni) nikiel · (Nb) niob · (No) nobel · (Pb) ołów · (Os) osm · (Pd) pallad · (Pt) platyna · (Pu) pluton · (Po) polon · (K) potas · (Pr) prazeodym · (Pm) promet · (Pa) protaktyn · (Ra) rad · (Rn) radon · (Re) ren · (Rh) rod · (Rg) roentgen · (Hg) rtęć · (Rb) rubid · (Ru) ruten · (Rf) rutherford · (Sm) samar · (Sg) seaborg · (Se) selen · (S) siarka · (Sc) skand · (Na) sód · (Ag) srebro · (Sr) stront · (Tl) tal · (Ta) tantal · (Tc) technet · (Te) tellur · (Tb) terb · (O) tlen · (Th) tor · (Tm) tul · (Ti) tytan · (Uub) ununbium · (Uuh) ununhexium · (Uuo) ununoctium · (Uup) ununpentium · (Uuq) ununquadium · (Uut) ununtrium · (U) uran · (V) wanad · (Ca) wapń · (C) węgiel · (H) wodór · (W) wolfram · (Au) złoto · (Fe) żelazo
Pierwiastki niezsyntezowane: (Uus) ununseptium · (Uue) ununennium · (Ubn) unbinilium · (Ubu) unbiunium · (Ubb) unbibium · (Ubt) unbitrium · (Ubq) unbiquadium · (Ubp) unbipentium · (Ubh) unbihexium (Ubs) unbiseptium