氟

氟(F),大多数活性化学元素和最轻的成员卤素元素,或一组17(集团VIIa)元素周期表。其化学活性由于其极端的吸引能力电子(最负电性元素)和小的规模原子。

历史

含氟矿物萤石(或萤石)是1529年由德国医生和矿物学家Georgius阿格里科拉。似乎很猛,原油氢氟酸最早在1720年由一个不知名的英语玻璃工人。1771年,瑞典化学家卡尔·威廉舍勒获得氢氟酸与集中供热萤石的不洁净的状态硫酸在玻璃反驳,这是极大地腐蚀的产品;因此,制成的器皿金属与物质被用于后续的实验。在1809年几乎无水酸制备,两年后,法国物理学家Andre-Marie安培建议这是一个复合的氢用一个未知的元素,类似的来氯,他建议氟的名称。萤石是公认的钙氟化。

氟的隔离是很长一段时间的一个未解决的问题无机化学直到1886年,法国化学家亨利·莫桑元素的电离的方案准备钾氟化氢氟化氢。他收到了1906诺贝尔奖为隔离氟化学。处理元素及其毒性的困难导致氟化学的进展缓慢。事实上,的时间第二次世界大战元素似乎是一个实验室的好奇心。然而,使用铀六氟化铀的分离同位素以及有机氟的发展化合物工业的重要性,使氟工业化学物质的大量使用。

发生和分布

含氟矿物萤石(萤石,CaF₂)已用于世纪通量(清洗剂)在各种冶金过程。萤石的名字来源于拉丁语fluere,“流。“矿石后来被证明是一个元素的来源,因此命名为氟。无色、透明的萤石晶体表现出蓝色色调照亮因此,这个属性是被称为荧光。

氟是只在自然界发现的形式化合物,除了微量的萤石中的自由元素受到辐射镭。不是一个罕见的元素,它约占地壳的0.065%。主要含氟矿物(1)萤石、存款发生在伊利诺斯州,肯塔基州,德比郡,德国南部,法国南部,和俄罗斯和氟的主要来源,(2)冰晶石(Na₃阿尔夫₆),主要从格陵兰岛,(3)fluoroapatite (Ca₅(博₄]₃(F, Cl)),广泛分布和数量的氟和包含变量氯(4)黄玉(艾尔₂SiO₄(F,哦)₂),宝石和(5)锂云母,一个云母以及动物骨骼和牙齿的一个组成部分。

物理和化学性质

在室温下氟是一种微弱的黄色气体有刺激性气味。吸入的气体是危险的。在冷却氟变成了黄色的液体。只有一个稳定同位素的元素,fluorine-19。

因为氟是最的电负性的元素,丰富的氟原子分组通常带负电。碘甲烷(CH₃我和trifluoroiodomethane (CF)₃我)有不同的电荷分布如以下公式所示,在希腊符号δ表示一个充电:

第一个电离能氟很高(402千卡/摩尔),一个标准的热形成的F⁺420千卡每摩尔的阳离子。

氟原子的体积小原子可以装一个相对大量的氟原子或离子在一个给定的协调中心(中心原子),它形成许多稳定的群的例子,hexafluorosilicate (SiF)₆)²⁻和hexafluoroaluminate(阿尔夫₆)³⁻。氟是最有力的氧化元素。没有其他的物质,因此,能够氧化氟离子自由元素,因此没有找到该元素在自然的自由州。150多年来,所有的化学方法未能产生的元素,成功已经实现只有通过电解方法的使用。然而,1986年,美国化学家卡尔·o·Christe报道第一化学制备氟化学制剂是指一个方法,不使用等技术电解,光解,放电或者使用氟本身开始的任何材料的合成。他利用K₂延长₆和锑五氟化(SbF₅),这两个可以很容易地由高频的解决方案。

氟的高氧化能力允许元素产生最高的氧化数可能在其他元素,许多高氧化态氟化物的元素是已知没有其他相应halides-e.g。,银二氟化物(AgF₂),钴三氟化(咖啡₃),铼heptafluoride (ReF₇),溴五氟化(BrF₅),碘heptafluoride(如果₇)。

氟(F₂),由两个氟原子原子除了,结合其他元素氦和霓虹灯形成离子或共价氟化物。某些金属,如镍很快就被氟化层覆盖,防止进一步攻击的金属元素。某些干金属,如温和钢,铜,铝,或蒙乃尔(66%的镍,31.5%的铜合金不攻击),氟在常温下。工作与氟温度高达600°C (1100°F),蒙乃尔是合适的;烧结氧化铝耐700°C (1300°F)。当需要润滑剂,氟碳油是最合适的。氟和有机物产生剧烈反应(如橡胶、木材、布),和控制氟化有机化合物的元素氟的作用仅仅是可能的如果是采取特别的措施。