Фтор
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Фтор/Fluor (F) | |
|---|---|
| Атомный номер | 9 |
| Внешний вид | Жёлто-зелёный газ, чрезвычайно химически активен. Очень ядовит. |
| Свойства атома | |
| Атомная масса (молярная масса) |
18,998403 а. е. м. (г/моль) |
| Радиус атома | 71 пм |
| Энергия ионизации (первый электрон) |
1680,0 (17,41) кДж/моль (эВ) |
| Электронная конфигурация | [He] 2s2 2p5 |
| Химические свойства | |
| Ковалентный радиус | 72 пм |
| Радиус иона | (-1e)133 пм |
| Электроотрицательность (по Полингу) |
3,98 |
| Электродный потенциал | 0 |
| Степени окисления | −1 |
| Термодинамические свойства | |
| Плотность | (при −189 °C)1,108 г/см³ |
| Удельная теплоёмкость | (F-F) 0,824 Дж/(K·моль) |
| Теплопроводность | 0,028 Вт/(м·K) |
| Температура плавления | 53,53 K |
| Теплота плавления | (F-F) 0,51 кДж/моль |
| Температура кипения | 85,01 K |
| Теплота испарения | 6,54 (F-F) кДж/моль |
| Молярный объём | 17,1 см³/моль |
| Кристаллическая решётка | |
| Структура решётки | моноклинная |
| Период решётки | n/a Å |
| Отношение c/a | n/a |
| Температура Дебая | n/a K |
| F | 9 |
| 18,9984 | |
| 2s22p5 | |
| Фтор | |
Фтор (F) — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, при нормальных условиях — газ бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор.
Содержание |
[править] История
Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF2 — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный фтор выделил Анри Муассан в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF2.
[править] Происхождение названия
Название «фтор» (от греч. φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского «Fluor» (которое происходит, в свою очередь, от fluere — «течь», по свойству соединения фтора, флюорита (CaF2), понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава).
[править] Получение
Источником для производства фтора служит фтористый водород HF, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H2SO4 на флюорит CaF2, либо при переработке апатитов и фосфоритов.
Производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия КF·3НF, который образуется при насыщении расплава КF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF.
В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K2MnF6 и SbF5 при 150 °C:[ссылка?]
K2MnF6 + 2SbF5 → 2KSbF6 + MnF3 + ½F2 Хотя этот синтез не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен.
[править] Физические свойства
Слабо светло-зеленоватый газ, в малых концентрациях запах напоминает хлор, очень агрессивен и ядовит.
[править] Химические свойства
Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (редкие исключения — фторопласты), и с большинством из них — с горением и взрывом. В атмосфере фтора горят даже вода и платина. К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:
XeF8 => XeF6 + F2
MnF4 => MnF3 + 1/2 F2
[править] Хранение
Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали.
[править] Применение
Газообразный фтор служит для фторирования UF4 в UF6, применяемого для разделения изотопов урана, а также для получения трёхфтористого хлора ClF3 (фторирующий агент и мощный окислитель ракетного топлива), шестифтористой серы SF6 (газообразный изолятор в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V).
[править] Соединения фтора в ракетной технике
В качестве окислителей для жидкостных реактивных двигателей, в составе двух и трехкомпонентных топлив получили широкую известность следующие соединения фтора:
Смеси:
- жидкий фтор,
- смесь жидкого фтора и кислорода,
- смесь жидкого фтора и озона (max65%об,О3 — устойчива к детонации).
Соединения с кислородом:
- окись фтора (дифторид кислорода) (в жидком виде и в составе смесей),
- диоксидифторид (в составе смесей),
- триоксидифторид (в составе смесей),
- тетраоксидифторид (в составе смесей).
Соединения с азотом:
- трехфтористый азот,
- дифтордиазин,
- тетрафторгидразин,
- азид фтора (ограниченно в составе смесей),
- дифторамин,
- хлордифторамин,
- нитрозилфторид,
- фторид нитрония,
- фторнитрат,
- дифторид азота.
Соединения с хлором и другими галогенами:
- трехфтористый хлор,
- пентафторид хлора,
- перхлорилфторид,
- фторперхлорат (только в составе смесей!),
- пентафторид брома,
- гептафторид йода.
Соединения с благородными газами:
- дифторид криптона,
- тетрафторид криптона,
- дифторид ксенона,
- тетрафторид ксенона,
- гексафторид ксенона,
- перфторат ксенона,
- фтороокись ксенона.
[править] Соединения фтора в медицине
Несмотря на то, что большинство фтороорганических соединений сильно ядовиты, ряд насыщенных фтороуглеродных соединений абсолютно химически и биологически нейтральны.
Биологическая пасивность таких соединений в совокупности со свойствами хорошо растворять кислород и др. газы дает возможность использовать их в качестве искусственного кровезаменителя с газотранспортной функцией. На сегодняшний день существует ряд препаратов, используемых в качестве кровезаменителей и содержащих перфторуглеродные соединения:
- Fluosol-DA (Green Cross Corp., Japan) — первый коммерческий препарат на основе перфторуглеродных эмульсий. Препарат был воспринят предвзято — обеспечивал удовлетворительную консервацию органов, но недостаточную, как полагали фармакологи и физиологи, газотранспортную эффективность.
- Перфторан — разработанный российскими учеными в 80-х годах XX в. препарат (так же называемый «Голубая кровь»). Перфторан был допущен к клиническому использованию в 1996 г.
- Oxygent (Alliance Pharmaceutical Corp., USA) — американский препарат, который в данный момент проходит клинические испытания.
Кроме того, на основе биологически нейтральных фторорганических соединений изготовляются искусственные сосуды и клапаны для сердца.
Фтор также имеет очень сильно выраженный противокариесный эффект, который объясняется замещением гидроксильной группы (OH-) гидроксиапатита эмали на фтор (F-). Некоторые авторы приводят данные о том, что фтор также подавляет кислотообразующие бактерии. Самым радикальным и эффективным методом считается фторирование воды (до концентрации 1 мг/л), что приводит к снижению кариеса на 30-50 %, а также применяются местные аппликации 1-2% раствором фторида натрия или фторида олова.
Надо учитывать, что высокое количество фтора (больше чем 1 мг/л) может привести к флюорозу. Исследование, проведенное в 1991 году организацией National Toxicology Program, утверждало, что фтор повышает риск возникновения остеосаркомы, что поставил вопрос о целесообразности фторирования воды.
[править] Изотопы
Природный фтор состоит из одного стабильного изотопа, 19F. Известны 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31. Самым долгоживущим из них является 18F с периодом полураспада 109,8 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.
[править] См. также
[править] Ссылки
- Фтор на Webelements
- Фтор в Популярной библиотеке химических элементов
- Информация о Перфторане
- Кровезаменитель Перфторан, ВЕСТНИК РАН, 1997, том 67, N 11, с. 998-1013
| H | He | ||||||||||||||||||||||
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||||||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||||||
| Cs | Ba | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | ||||||
| Fr | Ra | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Uub | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo | ||||||
| * | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | ||||||||
| ** | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | ||||||||
| Это незавершённая статья о химическом элементе. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |

