Хемиски елемент флуоро: валентна својства карактеристика

Флуор (F) - најмногу реактивни хемиски елемент и најлесен халоген група 17 (VIIa) на периодична табела. Оваа карактеристика флуор, поради неговата способност да се привлечат електрони (најмногу електронегативен елемент) и малата големина на нејзините атоми.

Историја на откривање

флуор содржат минерали флуорит беше опишан во 1529 година од страна на германскиот доктор и минералог Georgiem Agrikoloy. Многу е веројатно дека флуороводородна киселина за прв пат е добиена во непознат Англиски glassmaker 1720 GA 1771 во шведскиот хемичар Карл Вилхелм Шеле добиени сурова флуороводородна киселина под греење флуорит со концентрирана сулфурна киселина во чаша возврати, која во голема мера кородиран под дејство на добиениот производ . Затоа, во следните експерименти, садовите се изработени од метал. Речиси безводен киселина е добиена во 1809 година, две години подоцна на францускиот физичар Андре Мари Ампер претпоставува дека оваа водород соединение со непознат елемент, аналогно на хлор, за кои се предлага името од грчкиот флуоро φθόριος, «» нарушување. Флуорит претвори калциум флуорид.

Флуорид порака беше еден од главните нерешените проблеми на неорганска хемија до 1886 година, кога францускиот хемичар Анри Muassan беше елемент со електролиза на раствор на калиум hydrofluoride во водород флуорид. За тоа во 1906 година, тој ја доби Нобеловата награда. Тешкотии во справувањето со овој елемент и токсични својства придонесе флуор бавниот напредок во областа на хемијата на овој елемент. До почетокот на Втората светска војна бил лабораторија љубопитност. Потоа, сепак, употребата на ураниум хексафлуорид во поделбата на ураниум изотопи, заедно со зголемување на комерцијалните органски соединенија на елементот, што го прави хемикалија која носи значајни придобивки.

преваленцијата

На флуор содржат флуорит (флуорит, ЗРП ₂₎ со векови се користи како флукс (чистење агент) во металуршки процеси. Минерални подоцна се покажа како извор на елемент, кој исто така беше прогласен флуор. Безбоен транспарентна флуорит кристали под осветлување имаат сина нијанса. Овој имот е познат како флуоресценција.

Флуоро - елемент што се случува во природата само во форма на неговите соединенија, освен за многу мали количини на слободни елемент во флуорит, радиум изложени на радијација. Содржината на елемент во Земјината кора е околу 0.065%. На основните флуорид минерали се флуорит, криолит (Na ₃ Alf _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [F, Cl]), топаз (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ и lepidolite.

Физички и хемиски својства на флуор

На собна температура, флуор гас е бледо жолта боја со иритирачки мирис. Инхалација на опасни. По ладење стана жолта течност. Постои само еден стабилен изотоп на хемиски елемент - флуоро-19.

Првата енергија на јонизација на халоген е многу висок (402 kcal / mol), кој е стандарден формирање на топлина катјон F ⁺ 420 kcal / mol.

На малата големина на елементот на атомот можат да се сместат нивните релативно голема количина околу централниот атом за да се формира множество на стабилна комплекси, на пример, hexafluorosilicate (SIF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata и (Alf ₆₎ ^3-. Флуоро - елемент што има најсилен оксидирачки својства. Ниту една друга супстанција не се оксидира флуорид анјон, тоа се претвора во слободна елемент, и од таа причина за ставка не е во слободна држава во природата. Оваа карактеристика на флуор за повеќе од 150 години не им е дозволено да го добие со хемиски метод. Ова е можно само преку употреба на електролиза. Сепак, во 1986 година, американскиот хемичар Карл Krayst рече за првиот "хемиски" добивање на флуор. Тој се користи за К ₂ MnF _6, и антимон pentafluoride (SBF _5), која може да се добијат од растворот на HF.

Флуоро: валентна и оксидационен

На надворешната обвивка содржи еден неспарен електрон халогени. Тоа е причината зошто на валентност на флуор во соединенијата е еднаков на една. Сепак, VIIa група елемент атоми може да се зголеми бројот на електрони на валентноста на 7. Максимална флуор и неговите оксидационен еднаква на -1. Елемент не е во можност да ја прошири својата валентна обвивка, бидејќи тоа атом присутен г-орбитала. Други халогени, благодарение на своето присуство може да биде валентни до 7.

Висок елемент оксидација капацитет овозможува да се постигне највисок можен државата оксидација на други елементи. Флуоро (валентна I) може да се формира соединение, кое не постои ниту пак во било која друга халид: difluoride сребро (AGF _2), кобалт трифлуорид (COF ₃₎ heptafluoride рениум (РЕФ ₇₎ pentafluoride бром (BrF ₅₎ и јод heptafluoride (АКО _7).

врски

Формула флуор (F ₂₎ е составен од два атоми на елементот. Тој може да влезе во врска со сите други елементи освен хелиум и неон, за да формираат јонски или ковалентна флуориди. Некои метали како никел, брзо се покриени со слој од халоген, спречување на понатамошна комуникација со металниот елемент. Некои суви метали како лесна челик, бакар, алуминиум, или Monel (никел 66% и 31,5% бакарни легури) не реагира на обичните температури со флуор. Да се работи со елементи на температури до 600 ° C е погодна monel; Синтерувани Алумина е стабилен до 700 ° C.

Флуоројаглеродна масла се најпогодни за подмачкување. Елемент Бурно реагира со органски материјали (на пример, гума, дрво и текстил) толку контролирана флуориране на органски соединенија елементарен флуор можно само кога преземање на посебни мерки на претпазливост.

производство

Флуорит е главен извор на флуориди. Во производство на водород флуорид (HF) е дестилирана од прав флуорит со концентрирана сулфурна киселина во водството единица или леано железо. Во текот на дестилација формирана калциум сулфат (caso _4), е нерастворлив во HF. На водород флуорид се добива во доволно безводен состојба со фракциона дестилација во бакар или челик садови и се чуваат во цилиндри челик. Заеднички нечистотии во комерцијална водород флуорид се сулфурна и сулфурна киселина и fluorosilicic киселина (H ₂ SIF ₆₎ образуван се должи на присуството на силика во флуорит. Траги на влага може да се отстрани по пат на електролиза користење на платина електродите, третман со елементарен флуор или складирање на силна Луис киселини (МФ _5, каде што М - метал), кој може да се формира сол (H ₃ O) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ O + SBF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SBF ₆₎ ^-.

флуорид На водород употребени во добивање на различни индустриски органски и неоргански соединенија на флуор, на пример, natriyftoridalyuminiya (Na ₃ Alf ₆₎ е употребена како електролити во топење на алуминиум метал. A раствор на хидроген флуорид гас во вода се вели дека е флуороводородна киселина, голема количина на метал кој се користи за чистење и за полирање на стакло или предавањето на замагленост на своите гравирање.

Подготовка на мобилен слободни со користење на електролитски процедури во отсуство на вода. Обично тие се во форма на калиум флуорид се топи електролиза на водород флуорид (во сооднос од 2,5-5 до 1) на температура од 30-70, 80-120 или 250 ° C. Во текот на процесот на содржината на водород флуорид во намалување на електролити и зголемување на точка на топење. Затоа, потребно е дека неговите дополнителни одржа постојано. Во висока температура електролити комора се заменува кога температурата надминува 300 ° C. Флуор може безбедно да се чуваат под притисок во цилиндри од нерѓосувачки челик, ако вентил на цилиндарот слободен на траги од органски материи.

употребата на

Елемент се користи за производство на различни на флуорид, како што се хлор трифлуорид (CLF _3), сулфур хексафлуорид (SF ₆₎ или кобалт трифлуорид (COF _3). Хлор соединенија и кобалт се важни fluorinating агенти на органски соединенија. (Со соодветни мерки на претпазливост директно флуор може да се користи за оваа намена). Сулфур хексафлуорид се користи како гасовити диелектрик.

Елементарен флуор разредена со азотниот атом е често реагира со јаглеводороди што се добива соодветниот флуоројагленороди, во кои еден дел или сите на водород е заменет со халоген. Како резултат на соединенија се карактеризира со висока стабилност, хемиска инертност, висок електричен отпор, како и други вредни физички и хемиски својства.

Флуориране исто така, може да се направи по пат на третман на органски соединенија на кобалт трифлуорид (COF ₃₎ електролиза или раствори од него во безводен водород флуорид. Корисни пластика со не-стап својства, како што политетрафлуороетилен [(CF ₂ CF _{2) x],} познат како комерцијално тефлон, произведени од незаситен флуорирани јаглеводороди.

Органски соединенија кои содржат хлор, бром или јод, е флуорирани за да се произведе супстанции како што се dichlorodifluoromethane (Cl ₂ CF ₂₎ ладење, која се користи во фрижидери за домаќинство и клима. Од хлорофлуоројаглеводороди, како што dichlorodifluoromethane, игра активна улога во намалување на озонската обвивка и нивното производство и употреба е ограничена, а сега склопот на ладење содржи хидрофлуорокарбонатите.

Елемент е исто така се користи за производство на ураниум хексафлуорид (UF _{6) кои} се користат во процесот на гасни дифузија на одделување на ураниум-235 од ураниум-238 во производството на нуклеарно гориво. Водород флуорид и бор трифлуорид (BF ₃₎ се произведуваат на индустриско ниво, бидејќи тие се добар катализатор за реакција на алкилација се користи за да се подготви многу органски соединенија. Натриум флуорид обично се додава во водата за пиење, со цел да се намали инциденцата на забниот кариес кај децата. Во последниве години, најважна примена на стекнатите флуор во фармацевтски и земјоделски полиња. Селективен замена на флуор драматично го менуваат биолошки својства на супстанции.

анализа на

Тешко е точно да се утврди износот на халогени соединенија. Слободен флуорид, која е еднаква на валентност на 1, може да се открие со оксидација на жива Hg + F ₂ → HGF _2, и мерење на зголемување на телесната тежина на жива и промена на обемот на гас. Главните квалитативни тестови за присуство на јоните на елементот се:

• избор на водород флуорид под дејство на сулфурна киселина,
• формирање на талог од калциум флуорид, со додавање на раствор на калциум хлорид,
• жолтата промена на бојата tetraoxide раствор на титаниум (TiO ₄₎ и водород пероксид во сулфурна киселина.

Квантитативни методи за анализа:

• таложење на калциум флуорид во присуство на натриум карбонат и третман на мил користење на оцетна киселина,
• депонирање водството chlorofluoride со додавање на натриум хлорид и олово нитрат,
• титрација (определување на концентрацијата на растворен супстанција) со раствор на ториум нитрат (та [NO _{3] 4)} користење на натриум alizarinsulfonate како индикатор: Th (NO _{3) 4} + 4KF ↔ THF ₄ + 4KNO _3.

Ковалентно врзан флуор (валентна I), како што се флуоројагленороди да се анализира посложена. Ова бара поврзување со метални натриум, проследено со анализа на F ^- јони како што е опишано погоре.

елемент својства

Конечно ги презентираме некои својства на флуор:

• Атомски број: 9.
• Атомски Тежина: 18,9984.
• Можно флуор валентноста: 1.
• Точка на топење: -219,62 ° C.
• точка на вриење: -188 ° C.
• Густина (1 atm, 0 ° C): 1696 g / l.
• Електронски флуор со формулата: 1Ѕ 2S ^{2 2 5} _2P.