Gemysk elemint fluoro: Valence eigenskippen karakteristike

Fluor (F) - de meast reaktive gemyske elemint en maklikst halogen groep 17 (VIIa) fan it periodyk systeem. Dit fluor kenmerk fanwege syn fermogen om te lûken elektroanen (de meast electronegative elemint) en de lytse omfang fan syn atomen.

Skiednis fan ûntdekking

De fluor befetsjende mineraal fluorspar waard beskreaun yn 1529 troch de Dútske arts en mineralooch Georgiem Agrikoloy. It is wierskynlik dat hydrofluoric acid waard earst krige yn de ûnbekende Ingelske glassmaker 1720 GA 1771 yn de Sweedske gemikus Carl Wilhelm Scheele krige groffe hydrofluoric acid ûnder ferwaarming fluorspar mei konsintrearre sulfuric soer yn in glêzen retort, dy't foar it grutste part corroded ûnder de aksje fan it úteinlike produkt . Dêrom, yn lettere eksperiminten, skippen binne makke fan metaal. Hast anhydrous soer waard helle yn 1809 it jier, twa jier letter de Frânske natuerkundige André-Marie Ampère útgien dat dizze hydrogen COMPOUND mei in ûnbekende elemint, analogous gloar, dêr't it is útsteld de namme fan it Grykske fluoro φθόριος, «fersteuring». Fluorspar draaide calcium fluoride.

Fluoride release wie ien fan de grutte Unsolved problemen fan anorganyske gemy oant 1886, doe't de Frânske gemikus Anri Muassan wie it elemint troch electrolysis fan oplossing fan kalium hydrofluoride yn wetterstof fluoride. Foar it yn 1906, hy krige de Nobelpriis. De swierrichheid by de behanneling fan dit elemint en toxic eigenskippen bydroegen fluor trage foarútgong op it mêd fan gemy fan dit elemint. Oant de Twadde Wrâldkriich wie er in laboratoarium nijsgjirrigens. Doe, lykwols, it brûken fan uranium hexafluoride yn de ôfskieding fan uranium isotopen, tegearre mei in tanimming fan kommersjele organyske stoffen fan it elemint, wêrtroch't it in gemysk dat bringt wichtige foardielen.

prevalence

De fluor befetsjende fluorspar (fluorspar, CAF ₂₎ foar ieuwenlang brûkt as drift (reiniging middel) yn metallurgical prosessen. Mineral letter blykte in boarne fan in elemint, dat waard ek neamd Fluor. Colorless transparent Fluorit kristallen ûnder ferljochting hawwe in blauwich tint. Dit pân is bekend as fluorescence.

Fluoro - in elemint dat foarkomt yn de natuer allinnich yn de foarm fan syn ferbiningen, behalve foar hiel lytse bytsjes frije elemint yn 'e fluorspar, radium bleatsteld oan strieling. De ynhâld fan it elemint yn de ierdkoarste is ûngefear 0,065%. De basis fluoride mineralen binne fluorspar, cryolite (Na ₃ Alf _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [F, Color]), Topaz (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ en lepidolite.

Fysike en gemyske eigenskippen fan fluor

By keamertemperatuer, fluor gas is in bleke giel mei in irritant rook. Inhalatie fan syn nuodlike. Upon koeling waard it in giele floeiber. Der is mar ien stabile isotoop fan it gemysk elemint - fluoro-19.

De earste Ionisaasje enerzjy fan de halogen is tige heech (402 kcal / mol), dat is in standert waarmte katioan formaasje F ⁺ 420 kcal / mol.

De lytse omfang fan it elemint fan it atoom kin geskikt harren relatyf grut bedrach om de sintrale atoom te foarmje in mearfâldichheid fan stabile kompleksen, bygelyks, hexafluorosilicate (SIF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata en (Alf ₆₎ ^3-. Fluoro - in elemint dat hat de sterkste oxidizing eigenskippen. Gjin oare stof is net oxidized fluoride anion, dat oergiet yn in frije elemint, en foar dizze reden it item is net yn in frije steat yn de natuer. Dit karakteristyk fan fluor foar mear as 150 jier âld binne net tastien te krijen dat troch alle gemyske metoade. Dat wie mooglik allinne troch it brûken fan electrolysis. Dochs, yn 1986 de Amerikaanske gemikus Karl Krayst sein oer it earst "gemyske" getting fluoride. Hy brûkte K ₂ MNF _6, en antimoan pentafluoride (SbF _5), dat kinne jo krije by de HF oplossing.

Fluoro: Valence en oksidaasjetastân

De bûtenste shell befettet in unpaired elektron halogens. Dêrom de Valence fan fluor yn de ferbiningen is lyk oan ien. Lykwols, VIIa groep elemint atomen kinne ferheegje it oantal elektroanen foar de Valency fan 7. Maksimum fluor en syn oksidaasjetastân gelyk oan -1. Elemint is net yn steat om te ferlingen syn Valence shell, om't it atoom offline d-orbital. Oare halogen-frije tank oan har oanwêzigens kin in Valence fan maksimaal 7.

Hege oksidaasjegetal kapasiteit elemint makket it mooglik om te kommen ta de heechste mooglik oksidaasjetastân fan oare eleminten. Fluoro (Valence ik) kin foarmje in gearsetting, dat bestiet net noch yn alle oare halide: difluoride silver (AGF _2), kobalt trifluoride (KO ₃₎ heptafluoride rhenium (Ref ₇₎ pentafluoride bromine (Brf ₅₎ en iodine heptafluoride (IF _7).

ferbinings

Formule fluor (F ₂₎ bestiet út twa atomen fan in elemint. Hy yngean meie yn ferbining mei alle oare eleminten útsein helium en neon, te foarmjen ioanyske of covalent fluorides. Guon metalen lykas nickel, rap tempo bedekt troch in laach fan halogen, previnsje fierder kommunikaasje mei de metalen elemint. Guon droege metalen lykas milde stiel, koper, aluminium, of Monel (nikkel 66% en 31.5% Copper legearing) net reagearje op gewoane temperatueren mei fluor. Te wurkjen mei it elemint by temperatueren oant 600 ° C is geskikt monel; Sintered alumina is stabyl oant 700 ° C.

Fluorocarbon oaljes binne meast geskikte Lubricants. Element reageart mei geweld mei organysk materiaal (bygelyks, rubber, hout en tekstyl) sa kontrolearre fluorination fan organyske ferbinings elemental fluor allinnich mooglik as nimmen bysûndere foarsoarchsmaatregels.

produksje

Fluorspar is de wichtichste boarne fan fluoride. Yn de produksje fan wetterstof fluoride (HF) wurdt distillearre út Powdered fluorspar mei konsintrearre sulfuric soer yn in foarsprong ienheid of getten izer. Tidens it destillaasje foarme calcium sulfate (caso _4), is ûnoplosbere yn HF. De hydrogen fluoride is verkregen te foldwaande anhydrous steat troch fraksjonele destillaasje yn koper of stalen fetten en opslein yn stiel silinders. Mienskiplike impurities yn de kommersjele hydrogen fluoride binne sulfurous en sulfuric acid en fluorosilicic acid (H ₂ SIF ₆₎ foarme fanwege de oanwêzigens fan silika yn de fluorspar. Spoaren fan focht meie wurde fuorthelle troch electrolysis mei help fan platina elektroden by behanneling mei elemental fluor, of storing boppe in sterker Lewis acid (MF _5, dêr't M - metaal) dy't kin foarmje sâlten (H ₃ O) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ O + SbF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SbF ₆₎ ^-.

De hydrogen fluoride brûkt yn de tarieding fan in ferskaat oan yndustrieel biologyske en anorganyske fluor ferbiningen, bgl, natriyftoridalyuminiya (Na ₃ Alf ₆₎ is wurksum as de electrolyte yn 'e smelting fan aluminium metaal. In oplossing fan wetterstof fluoride gas yn it wetter wurdt sein tsjin hydrofluoric acid, in grutte hoemannichte fan metaal dat brûkt wurdt foar reiniging en foar polishing glês of imparting Haze nei syn etsen.

Tarieding fan de sel frij troch it brûken fan electrolytic prosedueres by it ûntbrekken fan wetter. Meastal binne se yn 'e foarm fan kalium fluoride melt electrolysis wetterstof fluoride (yn' e ferhâlding tusken 2.5-5 oant 1) by temperatueren fan 30-70, 80-120 of 250 ° C. By it proses fan de hydrogen fluoride ynhâld yn 'e electrolyte nimt ôf en it raanpunt ûntspringt. Dêrom is it nedich dat syn oanfolling barde kontinu. Yn de hege temperatuer electrolyte keamermuzyk wurdt ferfongen as de temperatuer heger as 300 ° C. Fluor kin feilich opslein ûnder druk yn in RVS silinders, as de silinder fentyl frij fan spoaren fan organyske stoffen.

it brûken fan

Element wurdt brûkt om produsearje in ferskaat oan fluoride lykas gloar trifluoride (ClF _3), swevel hexafluoride (SF ₆₎ of kobalt trifluoride (KO _3). Gloar ferbinings en kobalt binne wichtige fluorinating aginten fan organyske ferbinings. (Mei passende foarsoarchsmaatregels direkt fluor kin brûkt wurde foar dit doel). Sulphur hexafluoride wurdt brûkt as in gasfoarmige dielectric.

De elemental fluor verdund mei stikstof is faak reageart mei koalwetterstoffen te foarmjen de oerienkommende fluorocarbons dêr't in part of al fan it wetterstof wurdt ferfongen troch halogen. De dêrút ferbiningen wurde oer it algemien karakterisearre troch hege stabiliteit, gemysk inertness, hege elektryske wjerstân, lykas ek oare weardefol fysike en gemyske eigenskippen.

Fluorination kin ek makke wurde troch behanneling fan organyske ferbinings út kobalt trifluoride (KO ₃₎ electrolysis of oplossings dêrfan yn anhydrous hydrogen fluoride. Brûkbere keunststoffen mei non-stick eigenskippen, lykas polytetrafluoroethylene [(CF ₂ CF _{2) x],} bekend kommersjeel as Teflon, produsearre út unsaturated fluorinated koalwetterstoffen.

Organyske stoffen befetsje gloar, bromine of iodine, wurdt fluorinated te produsearje stoffen lykas dichlorodifluoromethane (Cl ₂ CF ₂₎ refrigerant, dat wurdt in soad brûkt yn de húshâlding kuolkasten en loft conditioners. Sûnt chlorofluorocarbons, lykas dichlorodifluoromethane, spylje in aktive rol yn de útputting fan de Ozone laach en harren produksje en it gebrûk waard beheind, en no de foarkar refrigerant containing hydrofluorocarbons.

It elemint wurdt ek brûkt foar it produsearjen uranium hexafluoride (UF ₆₎ brûkt yn de gasfoarmige caprice proses fan skieden uranium-235 út uranium-238 yn it meitsjen fan nukleêre brânstof. Hydrogen fluoride en boron trifluoride (BF ₃₎ wurde produsearre op in yndustryterrein skaal, sûnt se binne goede katalysator fungearje foar alkylation reaksjes brûkt ta te rieden in soad organyske ferbiningen. Natrium fluoride wurdt meastal tafoege oan it drinkwetter om te ferminderjen it foarkommen fan it Zahnkaries in bern. Yn de ôfrûne jierren, it meast wichtige tapassing fan ferwurven fluoride yn de farmaseutyske en agraryske fjilden. Selektyf wikselje fan fluor yngripend feroarje de biologyske eigenskippen fan stoffen.

analyze fan

It is dreech om sekuer bepalen fan it bedrach fan 'e halogen ferbiningen. Frije fluoride, dat is lyk oan de Valence fan 1, wurde kin opspoard troch oksidaasje fan Mercury Hg + F ₂ → HgF _2, en it mjitten fan it tanimmen fan gewicht fan kwik en it folume feroaring fan it gas. De wichtichste kwalitatyf testen foar it oantlit fen 'ioanen fan it elemint binne:

• seleksje fan wetterstof fluoride ûnder de aksje fan sulfuric acid,
• foarming fan in neerslag fan calcium fluoride troch tafoegjen calcium chloride oplossing,
• giele discoloration tetraoxide oplossing fan titanium (Tio ₄₎ en hydrogen peroxide yn sulfuric acid.

Kwantitative analyze metoaden:

• delslach fan calcium fluoride yn 'e oanwêzigens fan natrium karbonaat en sludge behanneling mei help jittiksoer,
• dellizzen lead chlorofluoride troch tafoegjen fan natrium chloride en lead nitrate,
• titration (bepaling fan de konsintraasje fan oploste stof) mei in oplossing fan thorium nitrate (Th [NO _{3] 4)} mei help fan sodium alizarinsulfonate as yndikator: Th (NO _{3) 4} + 4KF ↔ ThF ₄ + 4KNO _3.

Covalently bonded fluor (Valence I), lykas fluorocarbons te analysearjen wat yngewikkelder. Dat freget om in ferbining mei metallysk natrium, folge troch analyze fan de F ^- ioanen lykas hjirboppe beskreaun.

elemint eigenskippen

Ta beslút Wy presintearje guon eigenskippen fan fluor:

• Atoomnûmer: 9.
• Atomic gewicht: 18,9984.
• Mooglike fluor Valency: 1.
• Raanpunt: -219,62 ° C.
• Kôkpunt: -188 ° C.
• Befolkingstichtens (1 atm, 0 ° C): 1.696 g / l.
• Electronic fluor formule: 1s 2s ^{2 2 5} _2p.