Fluoro element kimik: vetitë karakteristike Valence

Fluor (F) - më reaktiv element kimik dhe grupi i lehtë halogjen 17 (VIIa) të tabelës periodike. Kjo karakteristikë fluorit për shkak të aftësisë së saj për të tërhequr elektronet (elementi më elektronegativ) dhe madhësinë e vogël të atomeve të saj.

Historia e zbulimit

fluorit që përmbajnë minerale fluorit është përshkruar në 1529 nga mjeku gjerman dhe mineralogjist Georgiem Agrikoloy. Është e mundshme që acidi hydrofluoric është marrë për herë të parë në panjohur glassmaker angleze 1720 GA 1771 në kimisti suedez Carl Wilhelm Scheele marrë acid papërpunuar hydrofluoric nën fluorit ngrohje me acid sulfurik të përqëndruar në një kundërpërgjigje xhami, e cila në masë të madhe gërryer nën veprimin e produktit rezultojnë . Prandaj, në eksperimentet e mëvonshme, anijet janë bërë prej metali. Gati acid anhydrous është marrë në 1809 vit, dy vjet më vonë fizikan francez André-Marie Amperi supozohet se ky kompleks hidrogjeni me një element të panjohur, klor analoge, për të cilën është propozuar emrin nga φθόριος fluor greke, «përçarje». Fluorit u fluori kalcium.

lirimin Fluori është një nga problemet më të mëdha të pazgjidhura të kimisë inorganike deri 1886, kur kimisti francez Anri Muassan ishte elementi me elektrolizë e zgjidhjes së hydrofluoride kaliumit në fluori hidrogjenit. Sepse në vitin 1906, ai mori Çmimin Nobel. Vështirësia në trajtimin me këtë element dhe pronat toksike kontribuar fluorit përparim të ngadalshëm në fushën e kimisë të këtij elementi. Deri në Luftën e Dytë Botërore ai ishte një kuriozitet laborator. Atëherë, megjithatë, përdorimi i hexafluoride uraniumit në ndarjen e izotopeve të uraniumit, së bashku me një rritje në komerciale komponimet organike të elementit, duke e bërë një kimikat që sjell përfitime të konsiderueshme.

përhapje

Fluori permban fluorit (fluorit, FAK ₂₎ për shekuj është përdorur si një fluksit (agjent spastrimit) në proceset metalurgjike. Mineral vonë provoi një burim i një elementi, i cili u quajt edhe fluor. Pangjyrë transparente Kristal fluorite nën ndriçim të ketë një ngjyrë kaltërosh. Kjo pronë është e njohur si ndriçim fluoreshent.

Fluoro - një element që ndodh në natyrë vetëm në formën e komponimeve të tij, me përjashtim të sasive shumë të vogla të elementit të lirë në fluorit, radiumit të ekspozuar ndaj rrezatimit. Përmbajtja e elementit në koren e Tokës është rreth 0,065%. Mineralet themelore fluori janë fluorit, cryolite (Na ₃ ALF _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [F, Cl]), Topaz (Al ₂ Sio ₄ [F, OH] ₂₎ dhe Lepidolite.

Vetitë fizike dhe kimike të fluorit

Në temperaturë dhome, gazit fluorit është një e verdhë të zbehtë me një erë irrituese. Thithja e rrezikshme të saj. Pas ftohjes ajo u bë një lëng të verdhë. Ka vetëm një izotop qëndrueshme e elementit kimik - fluoro-19.

Energjia e parë ionization e halopgjen është shumë e lartë (402 kcal / mol), i cili është një standard formacion kation ngrohjes F ⁺ 420 kcal / mol.

Madhësia e vogël e elementit të atomit mund të akomoduar shumën e tyre relativisht madhe rreth atomin qendrore per te formuar nje teresi komplekseve të qëndrueshme, për shembull, hexafluorosilicate (SIF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata dhe (ALF ₆₎ ^3. Fluor - një element që ka veti të fortë oksiduese. Asnjë substancë tjetër nuk oksidohet anion fluoride, ajo kthehet në një element të lirë, dhe për këtë arsye artikull nuk është në gjendje të lirë në natyrë. Kjo karakteristikë e fluorit për më shumë se 150 vjet të vjetra nuk janë të lejuar për të marrë atë nga ndonjë metodë kimike. Kjo ishte e mundur vetëm nëpërmjet përdorimit të elektrolizë. Megjithatë, në vitin 1986 kimisti amerikan Karl Krayst thënë në lidhje me të parë "kimike", duke marrë fluori. Ai përdoret K ₂ mnf _6, dhe pentafluoride antinom (SBF _5), të cilat mund të jenë të marra nga solucioni HF.

Fluoro: valence dhe oksidimi shtet

Mbulesa e jashtme përmban një unpaired halogjene elektron. Kjo është arsyeja pse valence e fluorit në komponimet është e barabartë me një të tillë. Megjithatë, VIIa atome element grupi mund të rritet numri i elektroneve te valenca e 7. fluorine maksimale dhe gjendjen e oksidimit të barabartë me -1. Element nuk është në gjendje për të zgjatur shell saj valencë, që nga ajo offline atom d-orbital. halopgjen-free të tjera në sajë të pranisë së saj mund të jetë një valence deri në 7.

Të lartë oksidimi element kapaciteti i lejon për të arritur gjendjen më të lartë të mundshme oksidimit të elementeve të tjera. Fluoro (valence I) mund te formojne nje komponimi, i cili nuk ekziston as në ndonjë halid tjetër: argjend difluoride (agf _2), kobalt trifluoride (COF ₃₎ heptafluoride rhenium (Ref ₇₎ pentafluoride bromine (BRF ₅₎ dhe jodit heptafluoride (IF _7).

lidhjet

Formula fluor (F ₂₎ përbëhet nga dy atome të një elementi. Ai mund të hyjë në lidhje me të gjitha elementet e tjera përveç helium dhe neoni, për të formuar fluoridet jonik ose kovalente. Disa metale tilla si nikel, mbulohen shpejt nga një shtresë e halogjen, parandalimin komunikimin mëtejshëm me elementin metalike. Disa metale thatë të tilla si çeliku i butë, bakri, alumini, ose Monel (nikel 66% dhe 31.5% aliazh bakrit) nuk reagon në temperatura të zakonshme me fluor. Për të punuar me elementin në temperatura deri në 600 ° C është monel përshtatshëm; aluminit Sintered është e qëndrueshme deri në 700 ° C.

vajra fluorocarbon janë lubrifikantë nga më të përshtatshmet. Element reagon dhunshëm me materiale organike (p.sh., gome, druri dhe tekstile) fluorinim kontrolluar në mënyrë të komponimeve organike fluorit thelbësor i mundur vetëm kur marrë masa të veçanta.

prodhim

Fluorit është burimi kryesor i fluorit. Ne prodhimin e fluorit hidrogjeni (HF), është i distiluar nga fluorit pluhur me acid sulfurik ne nje njesi plumbi ose hekur hedhur. Gjatë distilimit formuar sulfatit të kalciumit (Caso _4), është i tretshëm në HF. Fluori hidrogjen përftohet në gjendjen mjaftueshmërisht anhider nga distilim fraksional në bakër ose çelikut të enëve dhe ruajtur në cilindra çeliku. papastërtitë e zakonshme në fluor hidrogjeni komercial janë acid sulfurik dhe sulfurik dhe acid fluorosilicic (H ₂ SIF _{6) i} formuar për shkak të praninë e silice në fluorit. Gjurmë të lagështisë mund të largohet nga elektrolizë përdorur elektroda platin nga trajtimi me fluorine thelbësor ose magazinimin mbi një acid të fortë Lewis (MF _5, ne te cilin M - metalike) e cila mund të formojnë kriperat (H ₃ O) ⁺ (MF _C6) ^{- H} ₂ O + SBF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SBF _C6) ^-.

Fluori hidrogjen përdorur në përgatitjen e një shumëllojshmëri e komponimeve organike dhe inorganike industriale fluor, p.sh., natriyftoridalyuminiya (Na ₃ ALF ₆₎ është përdorur si elektrolit ne shkrirjen e metalit të aluminit. Një solucion i gazit hidrogjen fluori në ujë është thënë se acidit hydrofluoric, një sasi të madhe metali e cila është përdorur për pastrim dhe për lustrim qelqi ose dhënien imponoj te gravurë saj.

Përgatitja e qelizës falas duke përdorur procedurat elektrolitike në mungesë të ujit. Zakonisht ata janë në formën e fluorit kalium shkrihet elektrolizë e fluorit hidrogjeni (ne raport prej 2.5-5 tek 1) në një temperaturë prej 30-70, 80-120 ose 250 ° C. Gjatë procesit permbajtje e hidrogjen fluori në uljet elektrolite dhe rritet pikë shkrirje. Prandaj, është e nevojshme që shtimi i saj u zhvillua në mënyrë të vazhdueshme. Në temperaturë të lartë electrolyte Dhoma zëvendësohet kur temperatura kalon 300 ° C. Fluorit mund të ruhen në mënyrë të sigurtë nën presion në një cilindra çeliku inox, nëse valvula cilindër pa gjurmë të substancave organike.

Përdorimi i

Element është përdorur për të prodhuar një shumëllojshmëri e fluorit si klori trifluorit (CLF _3), hexafluoride squfurit (SF ₆₎ ose kobalt trifluorit (COF _3). Komponimet klor dhe kobalt janë agjentë të rëndësishme fluorinimin e komponimeve organike. (Me masat e duhura direkt fluori mund të përdoren për këtë qëllim). Squfuri hexafluoride është përdorur si një dielektrike gaztë.

Fluori thelbësor holluar me azotin është shpesh reagon me hidrokarbure të formuar fluoro korresponduese në të cilin një pjese ose të gjithë hidrogjenit të zëvendësohen me halogjen. Komponimet që rezultojnë janë karakterizuar në përgjithësi nga stabilitet të lartë, mbylljes në vetvete kimike, rezistencë të lartë elektrike, si dhe prona të tjera të vlefshme fizike dhe kimike.

Fluorinimi mund gjithashtu të bërë nga trajtimin e komponimeve organike e kobalt trifluorit (COF ₃₎ elektrolizë ose zgjidhje të saj në fluori anhider hidrogjeni. plastika e dobishme me veti non-ngjit, të tilla si polytetrafluoroethylene _{[(CF2 CF2) x],} të njohura komercialisht si teflon, prodhuar nga hidrokarburet pangopura fluorinuar.

komponimeve organike që përmbajnë klor, brom ose jod, është i fluorinuar për prodhimin e substancave të tilla si DICHLORODIFLUOROMETHANE (CL _{2 CF2)} ftohje, e cila përdoret gjeresisht në frigoriferë familjes dhe kondicionerët. Që chlorofluorocarbons, të tilla si DICHLORODIFLUOROMETHANE, luajnë një rol aktiv në sosje e shtresës së ozonit dhe prodhimi dhe përdorimi i tyre është i kufizuar, dhe tani ftohje preferuar përmban hidroflorkarbonet.

Elementi gjithashtu përdoret për prodhimin e heksafloruri uraniumit (UF ₆₎ të përdorur në procesin e gaztë difuzionit e ndarjes uranium-235 nga uranium-238 në prodhimin e karburantit nuklear. fluori hidrogjeni dhe trifluoride bor (BF ₃₎ janë prodhuar në shkallë industriale, pasi që ata janë katalizatorët mirë për reagimet alkilimi përdoret për të përgatitur shumë komponimet organike. fluori natriumi është shtuar zakonisht në ujë të pijshëm, në mënyrë për të reduktuar incidencën e kariesit të dhëmbëve tek fëmijët. Në vitet e fundit, kërkesa më e rëndësishme e fluorit të fituara në fusha bujqësore farmaceutike dhe. zëvendësimi selektiv i fluorit ndryshojnë ndjeshëm vetitë biologjike të substanca.

analiza e

Është e vështirë për të përcaktuar me saktësi sasinë e komponimeve halopgjen. Pa pagesë fluoride, e cila është e barabartë me valencë e 1, ajo mund të zbulohet nga oksidimi i merkurit Hg + F ₂ → HGF _2, dhe matjen rritjen e peshës së merkurit dhe ndryshimin e volumit të gazit. Testet kryesore cilësore për praninë e joneve të elementit janë:

• përzgjedhja e fluorit hidrogjeni nën veprimin e acidit sulfurik,
• formimi i një precipitati i fluorit kalciumi duke shtuar klorur kalciumi zgjidhje,
• e verdhë solucion ngjyrës tetraoxide titan (ea ₄₎ dhe peroksid hidrogjeni në acid sulfurik.

Metodat sasiore Analiza:

• reshjet e fluorit kalciumi, ne pranine e karbonatit te natriumit dhe trajtimin llumrave duke acid acetik,
• depozitimit chlorofluoride plumbi duke shtuar klorur natriumi dhe nitrat çojë,
• titrim (përcaktimin e koncentrimit të substancës të tretur) me një solucion të nitratit torium (Th [NO _{3] 4)} duke përdorur alizarinsulfonate natriumi si tregues: TH (NO _{3), 4} + 4KF ↔ THF ₄ + 4KNO _3.

fluor lidhur në mënyrë kovalente (valence I), të tillë si fluorit të analizuar më të ndërlikuara. Kjo kërkon një lidhje me natrium metalik, e ndjekur nga analiza e F ^- joneve siç përshkruhet më sipër.

pronat element

Së fundi ne paraqesim disa prona të fluorit:

• numri atomik: 9.
• Pesha atomike: 18,9984.
• Mundur fluorit Valenca: 1.
• Pika e shkrirjes: -219,62 ° C.
• Pika e vlimit: -188 ° C.
• Densitet (1 atm, 0 ° C): 1696 g / l.
• Elektronik formula fluorin: 1s 2S ^{2 2 5} _2P.