Таблица Менделеева. Фтор

Фтор

Фтор — элемент 17-й группы периодической системы химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы), второго периода, с атомным номером 9. Обозначается символом F (лат. Fluorum). Фтор — чрезвычайно химически активный неметалл и самый сильный окислитель, является самым лёгким элементом из группы галогенов. Простое вещество фтор (CAS-номер: 7782-41-4) при нормальных условиях — двухатомный газ (формула F₂) бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор. Очень ядовит.

История

Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF₂ — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту.
Как один из атомов плавиковой кислоты, элемент фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь 76 лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₂.

Происхождение названия

Название «фтор» (от др.-греч. φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского «fluorum» (которое происходит, в свою очередь, от fluere — «течь», по свойству соединения фтора, флюорита (CaF₂), понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава).

Получение

Промышленный способ получения фтора включает добычу и обогащение флюоритовых руд, сернокислотное разложение их концентрата с образованием безводного HF и его электролитическое разложение.
 Для лабораторного получения фтора используют разложение некоторых соединений, но все они не встречаются в природе в достаточном количестве и их получают с помощью свободного фтора.

Физические свойства

Бледно-жёлтый газ, в малых концентрациях запах напоминает одновременно озон и хлор, очень агрессивен и ядовит.
 Фтор имеет аномально низкую температуру кипения (плавления). Это связано с тем, что фтор не имеет d-подуровня и не способен образовывать полуторные связи, в отличие от остальных галогенов (кратность связи в остальных галогенах примерно 1,1).

Химические свойства

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами кроме, разумеется, фторидов в высших степенях окисления и редких исключений — фторопластов, и с большинством из них — с горением и взрывом. К фтору при комнатной температуре устойчивы некоторые металлы за счет образования плотной плёнки фторида, тормозящей реакцию со фтором — Al, Mg, Cu, Ni. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах (до −252°C). В атмосфере фтора горят даже вода и платина:
2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂
 
 К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:
2CoF₃ → 2CoF₂ + F₂
MnF₄ → MnF₃ + 1/2 F₂

_​
 
Фтор также способен окислять в электрическом разряде кислород, образуя фторид кислорода OF₂ и диоксидифторид O₂F₂.
 Во всех соединениях фтор проявляет степень окисления −1. Чтобы фтор проявлял положительную степень окисления, требуется создание эксимерных молекул или иные экстремальные условия. Это требует искусственной ионизации атомов фтора.

https://zen.yandex.ru/media/istin_om/ftor--element-otniavshii-jizni-mnogih-issledovatelei-5d273ca7fe289100ac7ef351

Фтор – элемент, отнявший жизни многих исследователей.

Из уроков химии нам известно, что фтор (как простое вещество) – это газ бледно-желтого цвета, с резким запахом, сильно токсичный. Как элемент Периодической Системы, фтор обладает наивысшей активностью. В ряду электроотрицательности неметаллов, фтор занимает крайне правое положение, а это означает, что его окислительная активность даже выше чем у кислорода. Это очень легко доказать.

Например, если поместить бумагу или древесину в атмосферу фтора, они самовоспламенятся и быстро сгорят. Многие металлы так же воспламеняются в атмосфере фтора (например, алюминий и цинк).

Zn+F2 = ZnF2

2AL+ 3F2 = 2ALF3

​

Даже вода, которую поджечь казалось бы невозможно, в атмосфере фтора послушно загорается синим пламенем:

2F2 + 2H2O → 4HF + O2

История открытия фтора, берет свое начало в 1771 г., когда Карл Шееле впервые синтезировал плавиковую кислоту (HF). Как химический элемент, входящий в состав плавиковой кислоты, фтор был предсказан в 1810 г., а выделен лишь 76 лет спустя Анри Муассаном, при электролизе жидкого фтороводорода, содержащего примеси кислого фторида калия (KHF2).

До этого, из-за крайней агрессивности фтора, попытки многих химиков получить данное вещество в чистом виде, заканчивались неудачно и даже трагично. Первой жертвой Фтора был Гемфри Дэви. Затем умерли ирландские химики братья Нокс, повредили свое здоровье Тенар и Гей-Люссак из Франции, а так же погиб профессор Луйе из Бельгии.

Немудрено, что название данного элемента, Фтор, произошло от древнегреческого слова Ftoros – Разрушающий, Наносящий вред, Порча.

Однако, многие соединения фтора, были известны людям давно и нашли широкое применение в деятельности человека, например:

Флюорит (CaF2) – минерал, который может быть окрашен в различные цвета (голубой, синий, зеленый, желтый и др.). Его окраска зависит от дефектов кристаллической структуры, которая весьма чувствительна к различным внешним факторам. За способность данного вещества делать металлы более легкоплавкими, его называют так же плавиковый шпат.

Криолит (Na3[AlF6]) – редкий минерал из класса природных фторидов, обладающий свойствами схожими с плавиковым шпатом. Его и сегодня применяют во всем мире при выплавки алюминия.

Фторуксусная кислота (FCH2COOH) – фторорганическая карбоновая кислота, очень токсичная. Известно, что индейцы смачивали этим ядом наконечники копий и стрел. Спустя много лет химики установили, что этот яд очень похож на уксусную кислоту, но с атомом фтора вместо водорода. В природе, похожее соединение, фторацетат натрия (FCH2COONa) содержится в некоторых растениях семейства Дихапеталовые. В южной Африки, представители этого семейства растений ответственны за 8% смертности крупного рогатого скота.

В наши дни, соединения фтора так же широко используются в производстве, к примеру:

Фреоны - техническое название группы фторсодержащих производных насыщенных углеводородов (CH3F – фторметан, CH2F2 – дифторметан, CHF3 – трифторметан, CF4 – тетрафторметан и др.). Это хладагенты, находящие широкое применение в холодильной технике и при производстве кондиционеров. Фреоны так же образуют аэрозоли в миллионах баллончиков с дезодорантами, лаками и им подобными косметическими средствами. Однако, фреоны вырвавшиеся наружу устремляются в верхние слои атмосферы и разрушают озоновый слой.

Фтор повинен в создание атомной бомбы, так как летучие фториды урана единственное вещество пригодное для разделения его изотопов. Однако, это значит, что при помощи фтора производится и топливо для атомных электростанций, играющих ключевую роль в мировой энергетики.

Конечно же, ни для кого не секрет, что фтор, а точнее его соединения, входят в состав зубных паст и придают зубам завидную прочность.

Поэтому, несомненно, фтор можно считать одним из самых противоречивых элементов, который с одной стороны причиняет много вреда, а с другой, несет неоценимую пользу. Когда то Парацельс сказал: «Всё есть яд и всё есть лекарство. Только доза делает лекарство ядом и яд лекарством». Так же и с Фтором, все зависит от того, кто и как его использует.