For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Фтор.

Фтор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Фтор (F)
Атомний номер9
Зовнішній вигляд простої речовиниЖовто-зелений газ,
дуже хімічно-активний.
Надзвичайно отруйний.
Властивості атома
Атомна маса (молярна маса)18,998403 а.о.м. (г/моль)
Радіус атомаn/a пм
Енергія іонізації (перший електрон)1680,0(17,41) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація[He] 2s2 2p5
Хімічні властивості
Ковалентний радіус72 пм
Радіус іона(-1e)133 пм
Електронегативність (за Полінгом)3,98
Електродний потенціал0
Ступені окиснення-1
Термодинамічні властивості
Густина(при -189 °C)1,108 г/см³
Молярна теплоємність(F-F) 0,824 Дж/(К·моль)
Теплопровідність0,028 Вт/(м·К)
Температура плавлення53,53 К
Теплота плавлення(F-F) 0,51 кДж/моль
Температура кипіння85,01 К
Теплота випаровування6,54 (F-F) кДж/моль
Молярний об'єм17,1 см³/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґраткимоноклінна
Період ґраткиn/a Å
Відношення с/аn/a
Температура Дебаяn/a К
Інші властовості
Критична точкан/д
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
CMNS: Фтор у Вікісховищі

Фтор, флю́ор[1] (хімічний знак — , лат. fluorum — плинний) — хімічний елемент з атомним номером 9, галоген, що належить до 7-ї групи, 2-го періоду періодичної системи хімічних елементів. Так само назву фтор має відповідна проста речовина, яка є отруйним і хімічно-активним жовто-зеленим газом.

Загальна характеристика

[ред. | ред. код]

Символ F, ат.н. 9, ат.м. 18,998403. У природі існує один стабільний ізотоп 19F. Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами 16, 17, 18, 20, 21, 22. Вперше одержаний франц. хіміком Анрі Муассаном у 1886 р. електролізом плавикової кислоти.

Проста речовина — фтор — блідо-жовтий газ зі специфічним різким запахом. Температура плавлення -219,62 °С. Має виключно високу хімічну активність і утворює сполуки з усіма хімічними елементами, крім гелію, неону і аргону. Взаємодія фтору з багатьма елементами, оксидами і солями, водою протікає дуже енергійно, а з воднем і вуглеводнями — часто з вибухом. У присутності фтору більшість металів, С, Si, Р, S і інші займаються при 20-300 °С і згоряють з утворенням фторидів. Фтор дуже отруйний. ГДК фтору 0,15 мг/м³, при експозиції не більше 1 години — 1,5•10 мг/м³. Середній вміст фтору в земній корі 6,25•10−2 мас.%. Фтор виноситься з верхньої мантії переважно з лужною базальтовою і ультрабазитовою магмою. Найважливіші мінерали, збагачені фтором (% мас.): флюорит (47,81–48,8 %), флуорапатит (до 3,8 %), слюда (0,1–3,5 %), амфіболи (0,1–3,5 %), віліоміт (45,24 %), топаз (13,01–20,45 %), сфен (0,1–1,35 %), кріоліт (54,4 %).

Одержують фтор електролізом в середовищі розплавленого або .

Застосування в техніці знаходять фторорганічні сполуки, що характеризуються високою термічною і хімічною стійкістю.

З'єднання фтору були відомі людям давно. Наприклад, мінерал флюорит (плавиковий шпат — ) був описаний алхіміками ще в XV столітті, а в 1771 році Карл Шееле вперше в лабораторних умовах отримав плавикову кислоту (фтороводень — ). Вільний фтор був виділений лише в 1886 році Анрі Муассаном.

При нормальних умовах фтор являє собою двоатомний газ () жовто-зеленого або світло-зеленого кольору, з запахом дуже схожим на хлор і озон.

Чистий фтор настільки агресивний, що зіткнення з ним шкіри людини протягом 2 секунд призводить до появи опіку II ступеня, вода в атмосфері фтору горить синім полум'ям, а платина згорає як порох. Під час контакту фтору з воднем навіть при температурі -252 °C (близької до абсолютного нуля), відбувається потужний вибух. Багато хіміків, які намагалися отримати фтор в лабораторіях і не знали про його хімічні властивості, загинули або залишилися інвалідами. Плавикова кислота розчиняє скло, тому її зберігають в посудині, на внутрішню поверхню якої нанесений парафін.[джерело?]

Фтор досить поширений з земній корі (650 г/т), але через надзвичайну хімічну активності в чистому вигляді не зустрічається. Фтор може утворювати хімічні сполуки з усіма елементами Періодичної системи, за винятком деяких інертних газів.

Основним джерелом промислового фтору є мінерал флюорит, що майже наполовину складається з фтору. Є він також у фторапатиті, кріоліті і т. д.[уточнити] В невеликих кількостях фтор зустрічається в морській воді і в ґрунтових водах, але цієї кількості виявляється цілком достатньо, щоб задовольнити потреби організму людини, якщо, звісно, концентрація фтору у споживаній воді не знижена. Вживається і засвоюється фтор лише вигляді мінеральних солей.[джерело?]

У промисловості фтор застосовується для виготовлення матеріалів, стійких до високих температур і впливу хімічно агресивних середовищ. Тефлон — покриття для сковород і посуду — містить у своєму складі фтор. Цей хімічний елемент використовується також у виробництві холодоагентів для рефрижераторів, деяких пластмас (фторопластмас).

Матове скло (наприклад, скляний посуд) набуває цієї властивості після обробки фтороводнем (плавиковою кислотою).

Фтор є важливою складовою мінерального обміну.[джерело?] У організмі людини фтор необхідний для міцності і твердості кісткової тканини, для формування сполучних тканин, особливо кісток, для росту і підтримки в здоровому стані зубів, волосся і нігтів, профілактики остеопорозу.

Історія

[ред. | ред. код]

Перша сполука фтору — флюорит (плавиковий шпат)  — описана в кінці XV століття під назвою «флюоро». У 1771 році Карл Шеєле отримав плавикову кислоту. Як один з атомів плавикової кислоти, елемент фтор був передбачений у 1810, але виділений у вільному вигляді лише 76 років по тому Анрі Муассаном у 1886 році при електролізі рідкого безводного фтористого водню, що містить домішки кислого фториду калію .

Походження назви

[ред. | ред. код]

Назва «фтор» (від дав.-гр. φθόρος — руйнування) запропонована Андре Ампером у 1810 році на підставі того, що фтор — найактивніший окисник з усіх існуючих хімічних елементів. Ця назва використовується тільки в східнослов'янських мовах та грецькій (φθόριο), а також у мовах, що запозичили цю назву з російської (наприклад, чуваська, таджицька чи монгольська).

У багатьох країнах для елемента й речовини прийнято назви з коренем «флюор» (від лат. fluere — текти), за властивістю сполуки фтору, флюориту (), знижувати температуру плавлення руди та збільшувати плинність розплаву.

Поширення в природі

[ред. | ред. код]

Фтор досить поширений у природі. Процентний вміст його в земній корі наближається до вмісту таких елементів, як азот, сірка, хром, марганець і фосфор. Промислове значення мають, однак, тільки два фтористих мінерали — плавиковий шпат і кріоліт. Крім того, фтор входить в порівняно невеликій кількості до складу апатитів. При переробці природних фосфатів на штучні добрива як побічні продукти одержують фтористі сполуки.

Вміст фтору в атомних відсотках в природі показано в таблиці:

Об'єкт Вміст,
Ґрунт 0,02
Води річок 0,00002
Води океанів 0,0001
Зуби людини[2] 0,01

Відносно багаті фтором рослини сочевиця і цибуля

Вмістом у ґрунті фтор зобов'язаний вулканічним газам, за рахунок того, що в їх склад зазвичай входить велика кількість фтороводню.

Отримання

[ред. | ред. код]

Джерелом для виробництва фтору служить фтористий водень , що виходить в основному або при дії сірчаної кислоти на флюорит , або при переробці апатитів і фосфоритів.

Виробництво фтору здійснюється електролізом розплаву кислого флюориту калію , який утворюється при насиченні розплаву фтористим воднем до вмісту 40-41 % .

Хімічні властивості

[ред. | ред. код]

Фтор утворює сполуки, прямо або побічно, з усіма іншими елементами, включаючи деякі інертні гази (див. Сполуки інертних газів[en]).
З воднем фтор з'єднується навіть при -252 °C. При цій температурі водень перетворюється в рідину, а фтор твердне, та все ж реакція іде з таким сильним виділенням тепла, що відбувається вибух.
Довгий час не було відомо з'єднання фтору з киснем, але в 1927 р. французьким хімікам вдалося отримати дифторид кисню, що утворюється при дії фтору на слабкий розчин лугу:

Зберігання

[ред. | ред. код]

Фтор зберігають в газоподібному стані (під тиском) і в рідкому вигляді (при охолоджуванні рідким азотом) в апаратах з нікелю і сплавів на його основі (монель-метал), з міді, алюмінію і його сплавів, латуні, неіржавної сталі.

Фтор має унікальну здатність виявлятися по запаху при концентрації 0,02 мг/м³, яка в 7,5 раза нижче прийнятої гранично допустимої.

Застосування

[ред. | ред. код]

Газоподібний фтор служить для фторування в , вживаного для розділення ізотопів урану, а також для отримання трифтористого хлору (фторуючий агент і потужний окислювач ракетного палива), шестифтористої сірки (газоподібний ізолятор в електротехнічній промисловості), фторидів металів (наприклад, W і V).

Рідкий фтор, і рідкий фторид кисню (він ефективніший) використовують як окиснювач ракетного палива. Те саме стосується похідних — тетрафторгідразину і трифтористого азоту (причому останній дозволяє при спалюванні в його атмосфері різних палив отримувати дуже високі температури).

Біологічна роль

[ред. | ред. код]

Основна роль в організмі — участь в кісткоутворенні і процесах формування дентину і зубної емалі. Також фтор стимулює кровотворну систему та імунітет, бере участь у розвитку скелета, стимулює репаративні процеси при переломах кісток. Попереджає розвиток сенільного остеопорозу. Основні концентрації фтору в організмі людини: в зубах — 246–560 мг/кг, в кістках — 200–490 мг/кг, в м'язах — 2–3 мг/кг.

Добова потреба дорослої людини становить 2–3 мг фтору. З продуктами харчування доросла людина одержує в середньому 0,8 мг фтору на добу. Найбільша кількість фтору з продуктів містить риба (тріска, сом), горіхи, печінка. Основна кількість фтору надходить в організм з водою. Звичайна питна вода містить 1 мг фтору на 1 л. Недостатнє надходження фтору в організм є одним з екзогенних етіологічних факторів карієсу зубів, особливо в період їх прорізування і мінералізації. У районах з низьким вмістом фтору у воді проводиться фторування води до оптимального вмісту фтору — 1 мг/л. Надмірне надходження фтору в організм з водою в основному носить ендемічний характер і виникає в тій місцевості, де вміст фтору у воді перевищує 2 мг/л. Виявляється виникненням флюорозу, який уражає в основному постійні зуби людей. Токсична дія фтору так само може проявлятися інгібуванням багатьох ферментних систем. Для зниження вмісту фтору в такій воді проводять її дефторування. Фтор входить до складу ряду комплексів полівітамінів.

Див. також

[ред. | ред. код]

Примітки

[ред. | ред. код]

Література

[ред. | ред. код]


Посилання

[ред. | ред. код]
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Фтор
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?