الفلور. خصائص الفلور. تطبيق الفلورايد. ما هو الفلورايد؟ خواص العنصر الكيميائي الفلور العدد الذري للعنصر

يمتلك الفلور جميع ميزات المجموعات الفرعية الأخرى، لكنه يشبه الشخص الذي ليس لديه إحساس بالتناسب: كل شيء يزداد إلى أقصى حد، إلى الحد الأقصى. ويفسر ذلك بشكل أساسي موقع العنصر رقم 9 في الجدول الدوري وبنيته الإلكترونية. مكانه في الجدول الدوري هو "قطب الخصائص غير المعدنية"، الزاوية اليمنى العليا. النموذج الذري للفلور: الشحنة النووية 9+، يوجد إلكترونين على الغلاف الداخلي، وسبعة على الغلاف الخارجي. تسعى كل ذرة دائمًا إلى حالة مستقرة. للقيام بذلك، فإنه يحتاج إلى ملء الطبقة الإلكترونية الخارجية. وذرة الفلور بهذا المعنى ليست استثناء. يتم التقاط الإلكترون الثامن، ويتم تحقيق الهدف - يتكون أيون الفلور ذو الغلاف الخارجي "المشبع".

يوضح عدد الإلكترونات المرتبطة أن التكافؤ السلبي للفلور هو 1-؛ على عكس الهالوجينات الأخرى، فإنه لا يمكن أن يظهر تكافؤًا إيجابيًا.

إن ميل الفلور لملء طبقة الإلكترون الخارجية إلى التكوين المكون من ثمانية إلكترونات مرتفع للغاية. ولذلك، فهو يتمتع بتفاعلية غير عادية ويشكل مركبات مع جميع العناصر تقريبًا. وفي الآونة الأخيرة، اعتقد معظم الكيميائيين، ولسبب وجيه، أن الغازات النبيلة لا يمكنها تكوين مركبات كيميائية حقيقية. ومع ذلك، سرعان ما لم يتمكن ثلاثة من العناصر "المنعزلة" الستة من مقاومة هجمة الفلور العدوانية بشكل مدهش. منذ عام 1962، تم الحصول على الفلوريدات، ومن خلالها يتم الحصول على مركبات أخرى من الكريبتون والزينون والرادون.

من الصعب جدًا منع الفلور من التفاعل، ولكن ليس من الأسهل غالبًا إزالة ذراته من المركبات. هناك عامل آخر يلعب دورًا هنا - وهو الأحجام الصغيرة جدًا لذرة وأيون الفلور. وهي أقل بحوالي مرة ونصف من الكلور ونصف كمية اليود.

ومن الواضح أنه كلما زاد حجم ذرات الهالوجين، قل عددها الموجود حول ذرة الموليبدينوم. يتم تحقيق أقصى قدر ممكن من التكافؤ في الموليبدينوم فقط مع ذرات الفلور، التي يسمح حجمها الصغير بـ "تعبئة" الجزيء بإحكام أكبر.

تتمتع ذرات الفلور بسالبية كهربية عالية جدًا، أي القدرة على جذب الإلكترونات: عند التفاعل مع الأكسجين، يشكل الفلور مركبات يكون فيها الأكسجين مشحونًا بشكل إيجابي. يحترق الماء الساخن في تيار من الفلور لتكوين الأكسجين. أليست حالة استثنائية؟ فجأة تبين أن الأكسجين ليس سببا، بل نتيجة للاحتراق.

ليس الماء فقط، ولكن أيضًا المواد الأخرى غير القابلة للاحتراق عادة، مثل الأسبستوس والطوب والعديد من المعادن، تشتعل في تيار الفلور. يشتعل البروم واليود والكبريت والسيلينيوم والتيلوريوم والفوسفور والزرنيخ والأنتيمون والسيليكون والفحم تلقائيًا في الفلور حتى في درجات الحرارة العادية، ومع التسخين الطفيف فإن نفس المصير يصيب معادن البلاتين النبيلة المعروفة بسلبيتها الكيميائية.

ولذلك فإن اسم الفلور في حد ذاته ليس مفاجئا. ترجمت هذه الكلمة من اليونانية وتعني "تدمير".

الفلور أم الفلور؟

الفلور - مدمر - اسم مناسب بشكل مدهش. ومع ذلك، هناك اسم آخر للعنصر رقم 9 أكثر شيوعًا في الخارج - الفلور، والذي يعني "السائل" باللاتينية.

وهذا الاسم مناسب أكثر ليس للفلور، بل لبعض مركباته وينشأ من الفلوريت أو الفلورسبار - أول مركب فلور استخدمه الإنسان. على ما يبدو، حتى في العصور القديمة، كان الناس يعرفون عن قدرة هذا المعدن على تقليل درجة انصهار الخامات والخبث المعدني، ولكن بطبيعة الحال، لم يعرفوا تكوينه. العنصر الرئيسي لهذا المعدن، وهو عنصر لا يزال غير معروف للكيميائيين، كان يسمى الفلور.

هذا الاسم متأصل في أذهان العلماء لدرجة أن الاقتراح المبرر منطقيًا لإعادة تسمية العنصر، والذي تم طرحه في عام 1816، لم يجد الدعم. ولكن خلال هذه السنوات كان هناك بحث مكثف عن الفلور، وقد تم بالفعل تجميع الكثير من البيانات التجريبية التي أكدت القدرات التدميرية للفلور ومركباته. ولم يكن مؤلفو الاقتراح أي شخص فحسب، بل كان أكبر العلماء في ذلك الوقت، أندريه أمبير وهمفري ديفي. ومع ذلك ظل الفلور فلورًا.
الضحايا؟ - لا يا أبطال

يعود أول ذكر للفلوريت والفلوريت إلى القرن الخامس عشر.

في بداية القرن الثامن عشر. تم اكتشاف حمض الهيدروفلوريك - وهو محلول مائي من فلوريد الهيدروجين، وفي عام 1780 اقترح الكيميائي السويدي الشهير كارل فيلهلم شيل لأول مرة أن هذا الحمض يحتوي على عنصر نشط جديد. ومع ذلك، لتأكيد تخمين شيلي وعزل الفلور (أو الفلور)، استغرق الأمر من الكيميائيين أكثر من 100 عام، قرن كامل من العمل الشاق الذي قام به العديد من العلماء من مختلف البلدان.

نعلم اليوم أن الفلور مادة شديدة السمية وأن العمل به ومركباته يتطلب عناية كبيرة وإجراءات وقائية مدروسة. لا يمكن لمكتشفي الفلور أن يخمنوا هذا الأمر إلا، وحتى ذلك الحين ليس دائمًا. ولذلك يرتبط تاريخ اكتشاف الفلور بأسماء العديد من أبطال العلم. حاول الأخوان الكيميائيان الإنجليزيان توماس وجورج نوكس الحصول على الفلور من فلوريد الفضة والرصاص. انتهت التجارب بشكل مأساوي: أصبح جورج نوكس معاقًا، وتوفي توماس. نفس المصير حل بـ D. Nickles و P. Layet. الكيميائي المتميز في القرن التاسع عشر. همفري ديفي، مبتكر نظرية الهيدروجين للأحماض، الرجل الذي حصل لأول مرة على الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والسترونتيوم والباريوم، والذي أثبت الطبيعة العنصرية للكلور، لم يتمكن من حل مشكلة الحصول على العنصر المدمر بالكامل . خلال هذه التجارب، تم تسميمه وأصيب بمرض خطير. فقد J. Gay-Lussac وL. Tenard صحتهما دون تحقيق أي نتائج مشجعة.

كان A. Lavoisier، M. Faraday، E. Fremy أكثر نجاحًا. لقد "أنقذهم" الفلور، لكنهم لم ينجحوا أيضًا. وفي عام 1834، اعتقد فاراداي أنه نجح أخيرًا في الحصول على الغاز بعيد المنال. لكنه سرعان ما أُجبر على الاعتراف: «لم أتمكن من الحصول على الفلورايد. لقد سقطت افتراضاتي، التي خضعت لتحليل صارم، الواحدة تلو الأخرى..." لمدة 50 (!) عامًا، حاول عملاق العلم هذا حل مشكلة الحصول على الفلور، لكنه لم يتمكن أبدًا من التغلب عليها.

لقد ابتلي العلماء بالفشل، لكن الثقة في وجود وإمكانية عزل الفلور أصبحت أقوى مع كل تجربة جديدة. وقد استند إلى العديد من المقارنات في سلوك وخصائص مركبات الفلور مع مركبات الهالوجينات المعروفة بالفعل - الكلور والبروم واليود.

وكانت هناك بعض النجاحات على طول الطريق. حاول فريمي استخلاص الفلور من الفلوريدات باستخدام التحليل الكهربائي، ووجد طريقة لإنتاج فلوريد الهيدروجين اللامائي. كل تجربة، حتى غير الناجحة، تجدد قاعدة المعرفة حول العنصر المذهل وتقرب يوم اكتشافه. وقد جاء هذا اليوم. في 26 يونيو 1886، قام الكيميائي الفرنسي هنري مويسان بتحليل فلوريد الهيدروجين اللامائي كهربائيًا. عند درجة حرارة -23 درجة مئوية، حصل على مادة غازية جديدة شديدة التفاعل عند القطب الموجب. تمكن مويسان من جمع عدة فقاعات غازية. كان الفلورايد!

أبلغ مويسان اكتشافه لأكاديمية باريس. تم إنشاء لجنة على الفور، والتي كان من المفترض أن تصل في غضون أيام قليلة إلى مختبر مويسان لرؤية كل شيء بأعينها. تم إعداد Moissan بعناية لتكرار التجربة. لقد أخضع فلوريد الهيدروجين الأصلي لتنقية إضافية، و... اللجنة رفيعة المستوى لم تر الفلور. لم يتم تكرار التجربة، ولم تتم ملاحظة التحليل الكهربائي مع إطلاق الفلور! فضيحة؟!

لكن Moissan تمكن من العثور على السبب. وتبين أن كميات صغيرة فقط من فلوريد البوتاسيوم الموجودة في فلوريد الهيدروجين تجعله موصلاً للكهرباء. إن استخدام فلوريد الهيدروجين في التجربة الأولى دون تنقية إضافية يضمن النجاح: كانت هناك شوائب - تم إجراء التحليل الكهربائي. وكان الإعداد الدقيق للتجربة الثانية هو سبب الفشل.

ومع ذلك، كان الحظ بالتأكيد إلى جانب مويسان. وسرعان ما تمكن من العثور على مواد غير مكلفة وموثوقة للأجهزة التي يتم فيها إنتاج الفلور. ولم تكن هذه المشكلة أقل صعوبة من الحصول على عنصر متمرد. دمر فلوريد الهيدروجين والفلور أي معدات. قام ديفي أيضًا باختبار الأوعية المصنوعة من الكبريت البلوري والفحم والفضة والبلاتين، ولكن تم تدمير كل هذه المواد أثناء التحليل الكهربائي لمركبات الفلور.

حصل مويسان على الجرامات الأولى من الفلور في محلل كهربائي من البلاتين باستخدام أقطاب كهربائية مصنوعة من سبيكة إيريديوم بلاتينيوم. وعلى الرغم من درجة الحرارة المنخفضة التي أجريت فيها التجربة، فإن كل جرام من الفلور "دمر" 5-6 جرام من البلاتين.

استبدل Moissan الإناء البلاتيني بآخر نحاسي. بالطبع، النحاس أيضًا عرضة لعمل الفلور، ولكن تمامًا كما يتم حماية الألومنيوم من الهواء بواسطة فيلم أكسيد، فقد تم "إخفاء" النحاس من الفلور خلف طبقة لا يمكن مقاومتها من فلوريد النحاس.

لا يزال التحليل الكهربائي هو الطريقة الوحيدة لإنتاج الفلور. منذ عام 1919، تم استخدام ذوبان ثنائي الفلورايد كإلكتروليت. مواد التحليل الكهربائي والأقطاب الكهربائية الحديثة هي النحاس والنيكل والفولاذ والجرافيت. كل هذا جعل إنتاج العنصر رقم 9 أرخص عدة مرات وجعل من الممكن الحصول عليه النطاق الصناعي. ومع ذلك، ظل مبدأ الحصول على الفلور هو نفسه الذي اقترحه ديفي وفاراداي والذي نفذه مويسان لأول مرة.

لا يعد الفلور والعديد من مركباته ذات أهمية نظرية كبيرة فحسب، بل تجد أيضًا تطبيقًا عمليًا واسع النطاق. هناك الكثير من مركبات الفلور، واستخدامها متعدد الاستخدامات وواسع النطاق لدرجة أن 100 صفحة لن تكون كافية للحديث عن كل شيء مثير للاهتمام مرتبط بهذا العنصر. لذلك، في قصتنا لن تجد سوى مركبات الفلورايد الأكثر إثارة للاهتمام والتي أصبحت راسخة في صناعتنا، وفي حياتنا، وفي حياتنا اليومية، وحتى في فننا - المركبات التي بدونها (يمكن القول دون مبالغة) يكون التقدم لا يمكن تصوره.

هيدريد الفلورايد و... الماء

ما هو العامل المشترك بين الفلور المدمر والمياه المألوفة "السلمية"؟ يبدو - لا شيء. ولكن دعونا نحذر من الاستنتاجات المتسرعة. بعد كل شيء، يمكن اعتبار الماء بمثابة هيدريد الأكسجين، وحمض الهيدروفلوريك HF ليس أكثر من هيدريد الفلور. لذلك، نحن نتعامل مع أقرب "الأقارب" الكيميائيين - هيدريدات اثنين من العوامل المؤكسدة القوية.

هيدريدات جميع الهالوجينات معروفة. تتغير خصائصها بشكل طبيعي، لكن فلوريد الهيدروجين أقرب إلى الماء في كثير من النواحي منه إلى هاليدات الهيدروجين الأخرى. قارن ثوابت العزل الكهربائي: بالنسبة لـ HF وH 2 O فهي قريبة جدًا (83.5 و80)، بينما بالنسبة لهيدريدات البروم واليود والكلور، فإن هذه الخاصية أقل بكثير (2.9 - 4.6 فقط). نقطة غليان HF هي +19 درجة مئوية، بينما يتحول HI وHBr وHCl إلى حالة غازية عند درجات حرارة أقل من الصفر.

ويسمى أحد مركبات الفلور الطبيعية، وهو معدن الكريوليت، بالثلج غير الذائب. في الواقع، بلورات الكريوليت الضخمة تشبه إلى حد كبير كتل الجليد.

تصف إحدى قصص كاتب الخيال العلمي I. A. Efremov لقاءً في الفضاء مع سكان كوكب يشارك فيه الفلور، وليس الأكسجين، في جميع عمليات الأكسدة الحيوية. إذا كان مثل هذا الكوكب موجودا، فلا شك أن سكانه يروون عطشهم... بفلوريد الهيدروجين.

على الأرض، يخدم فلوريد الهيدروجين أغراضًا أخرى

في عام 1670، قام فنان نورمبرغ شوانجارد بخلط الفلورسبار مع حامض الكبريتيك وطبق رسومات على الزجاج بهذا الخليط. لم يكن شوانجارد يعلم أن مكونات خليطه تتفاعل مع بعضها البعض، لكنه "سحب" منتج التفاعل. وهذا لم يمنع تنفيذ اكتشاف شفانجارد. وما زالوا يستخدمونه حتى اليوم. يتم وضع طبقة رقيقة من البارافين على الوعاء الزجاجي. يرسم الفنان هذه الطبقة ثم يغمس الوعاء في محلول حمض الهيدروفلوريك. في تلك الأماكن التي تتم فيها إزالة "درع" البارافين غير المعرض لفلوريد الهيدروجين، يؤدي الحمض إلى تآكل الزجاج وينطبع التصميم عليه إلى الأبد. هذا هو أقدم استخدام لفلوريد الهيدروجين، ولكنه ليس الاستخدام الوحيد بأي حال من الأحوال.

ويكفي أن نقول أنه بعد أقل من 20 عاما من إنشاء المنشآت الصناعية الأولى لإنتاج فلوريد الهيدروجين، وصل إنتاجه السنوي في الولايات المتحدة الأمريكية إلى 125 ألف طن.زجاج، غذاء، نفط، نووي، تعدين، كيميائي، طيران، ورق - هذه ليست قائمة كاملة بتلك الصناعات التي يستخدم فيها فلوريد الهيدروجين على نطاق واسع. فلوريد الهيدروجين قادر على تغيير معدل العديد من التفاعلات ويستخدم كمحفز لمجموعة واسعة من التحولات الكيميائية. أحد الاتجاهات الرئيسية في الكيمياء الحديثة هو إجراء التفاعلات في الوسائط غير المائية. أصبح فلوريد الهيدروجين المذيب غير المائي الأكثر إثارة للاهتمام والمستخدم على نطاق واسع.

يعتبر فلوريد الهيدروجين كاشف عدواني وخطير للغاية، ولكن لا غنى عنه في العديد من فروع الصناعة الحديثة. لذلك، تم تحسين طرق التعامل معه لدرجة أنه بالنسبة للكيميائي المختص في يومنا هذا، أصبح فلوريد الهيدروجين آمنًا تقريبًا كما هو الحال بالنسبة لسكان كوكب الفلور غير المعروف.

إن الإضافة الاصطناعية للفلورايد إلى الماء في الأماكن التي يوجد فيها نقصه تؤدي إلى القضاء على حالات المرض الجديدة وتقليل التسوس لدى المرضى. لنقم بالحجز على الفور - هناك فائض كبير من الفلورايد في الماء مرض حاد- التسمم بالفلور (المينا المرقطة). معضلة الطب الأبدية: الجرعات الكبيرة هي السم، والجرعات الصغيرة هي الدواء.

في العديد من الأماكن، تم بناء منشآت للفلورة الاصطناعية للمياه. هذه الطريقة للوقاية من التسوس عند الأطفال فعالة بشكل خاص. ولذلك، في بعض البلدان يتم إضافة مركبات الفلور (بجرعات صغيرة للغاية). لبن.

هناك افتراض بأن الفلور ضروري لتطور الخلية الحية وأنه موجود مع الفوسفور في الأنسجة الحيوانية والنباتية.

يستخدم الفلور على نطاق واسع في تركيب مختلف الإمدادات الطبية. يتم استخدام مركبات الفلور العضوية بنجاح في علاج أمراض الغدة الدرقية، وخاصة مرض جريفز، أشكال مزمنةمرض السكري، أمراض الشعب الهوائية والروماتيزم، الجلوكوما والسرطان. كما أنها مناسبة للوقاية من الملاريا وعلاجها وتخدم علاج جيدضد الالتهابات العقدية والمكورات العنقودية. بعض أدوية الفلور العضوي تعتبر مسكنات موثوقة للألم.

الفلور والحياة - هذا القسم من كيمياء الفلور هو الذي يستحق أكبر تطور، والمستقبل يكمن معه. الفلورايد والموت؟ من الممكن والضروري العمل في هذا المجال، ولكن من أجل الحصول ليس على مواد سامة مميتة، بل على أدوية مختلفة لمكافحة القوارض والآفات الزراعية الأخرى. تتضمن أمثلة هذه التطبيقات حمض monofluoroacetic وfluoroacetate الصوديوم.

كم هو جميل أن تأخذ زجاجة من المياه المعدنية الباردة من الثلاجة في يوم صيفي حار...

في معظم الثلاجات - الصناعية والمنزلية - يكون سائل التبريد، وهو المادة التي تسبب البرودة، عبارة عن سائل عضوي فلوري - الفريون.

يتم الحصول على الفريونات عن طريق استبدال ذرات الهيدروجين في جزيئات أبسط المركبات العضوية بالفلور أو الفلور والكلور. أبسط الهيدروكربونات هو الميثان CH4. إذا تم استبدال جميع ذرات الهيدروجين الموجودة في الميثان بالفلور، فإنه يتكون رباعي فلورو ميثان CF 4 (فريون -14)، وإذا تم استبدال ذرتين فقط من الهيدروجين بالفلور، والاثنتين الأخريين بالكلور، فإنه يتكون ثنائي فلورو ثنائي كلورو ميثان CF 2 Cl 2 (فريون). -12) تم الحصول عليها.

تستخدم الثلاجات المنزلية عادة الفريون 12. وهو غاز عديم اللون وغير قابل للذوبان في الماء وغير قابل للاشتعال وله رائحة تشبه الأثير. كما يعمل الفريون 11 و12 في وحدات التكييف. في "مقياس الضرر" الذي تم تجميعه لجميع المبردات المستخدمة، تحتل الفريون الأماكن الأخيرة. إنها أكثر ضررًا من "الثلج الجاف" - ثاني أكسيد الكربون الصلب.

الفريونات مستقرة للغاية وخاملة كيميائيا. هنا، كما هو الحال في حالة البلاستيك الفلوري، نواجه نفس الظاهرة المذهلة: بمساعدة العنصر الأكثر نشاطًا - الفلور - من الممكن الحصول على مواد سلبية للغاية كيميائيًا. إنهم مقاومون بشكل خاص لعمل العوامل المؤكسدة، وهذا ليس مفاجئا - بعد كل شيء، ذرات الكربون الخاصة بهم في أعلى حالة الأكسدة. ولذلك، فإن الفلوروكربونات (وعلى وجه الخصوص، الفريونات) لا تحترق حتى في جو من الأكسجين النقي. مع التسخين القوي، يحدث التدمير - تفكك الجزيئات، ولكن ليس أكسدتها. تتيح هذه الخصائص استخدام الفريونات في عدد من الحالات الأخرى: فهي تستخدم كموانع للهب ومذيبات خاملة ومنتجات وسيطة لإنتاج المواد البلاستيكية ومواد التشحيم.

ومن المعروف الآن الآلاف من مركبات الفلور العضوي من مختلف الأنواع. ويستخدم الكثير منها في أهم فروع التكنولوجيا الحديثة. وفي الفريون يعمل الفلور في "الصناعة الباردة"، ولكن بمساعدته يمكن الحصول على درجات حرارة عالية جداً. قارن هذه الأرقام: درجة حرارة لهب الأكسجين والهيدروجين هي 2800 درجة مئوية، ولهب الأكسجين والأسيتيلين 3500 درجة مئوية، وعندما يحترق الهيدروجين في الفلور، تتطور درجة الحرارة إلى 3700 درجة مئوية. لقد وجد هذا التفاعل بالفعل تطبيقًا عمليًا في مشاعل الهيدروفلوريد لقطع المعادن. بالإضافة إلى ذلك، من المعروف أن الشعلات تعمل بالفلوروكلوريدات (مركبات الفلور والكلور)، وكذلك على خليط من ثلاثي فلوريد النيتروجين والهيدروجين. الخليط الأخير مناسب بشكل خاص، لأن ثلاثي فلوريد النيتروجين لا يسبب تآكل المعدات. وبطبيعة الحال، في كل هذه التفاعلات يلعب الفلور ومركباته دور العامل المؤكسد. ويمكن أيضًا استخدامها كمؤكسد في المحركات النفاثة السائلة. يتحدث الكثير لصالح التفاعل الذي يتضمن الفلور ومركباته. تتطور درجة حرارة أعلى، مما يعني أن الضغط في غرفة الاحتراق سيكون أكبر، وسيزداد دفع المحرك النفاث. لا تتشكل أي منتجات احتراق صلبة نتيجة لمثل هذه التفاعلات، مما يعني أنه في هذه الحالة لا يوجد أيضًا خطر انسداد الفوهات وتمزق المحرك.

لكن الفلور، باعتباره أحد مكونات وقود الصواريخ، له عدد من العيوب الرئيسية. وهو شديد السمية ومسبب للتآكل وله نقطة غليان منخفضة جدًا. من الصعب الحفاظ على الحالة السائلة مقارنة بالغازات الأخرى. ولذلك، فإن مركبات الفلور مع الأكسجين والهالوجينات تكون أكثر قبولا هنا.

بعض هذه المركبات ليست أقل شأنا في خصائصها المؤكسدة من الفلور السائل، ولكن لها ميزة كبيرة: في الظروف العادية فهي إما سوائل أو غازات مسالة بسهولة.

(حسب التصنيف القديم - عنصر من المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السابعة)، الفترة الثانية، برقم ذري 9. يُشار إليه بالرمز F (lat. Fluorum). الفلور هو عنصر لا فلز شديد التفاعل وأقوى عامل مؤكسد، وهو أخف عنصر في مجموعة الهالوجين. مادة الفلور البسيطة (رقم CAS: 7782-41-4) في الظروف العادية هي غاز ثنائي الذرة (الصيغة F 2) ذو لون أصفر باهت مع رائحة نفاذةيذكرنا بالأوزون أو الكلور. سامة جدا.

قصة

تم وصف مركب الفلور الأول - الفلوريت (الفلورسبار) CaF 2 - في نهاية القرن الخامس عشر تحت اسم "الفلور". في عام 1771، حصل كارل شيل على حمض الهيدروفلوريك.
كأحد ذرات حمض الهيدروفلوريك، تم التنبؤ بعنصر الفلور في عام 1810، وتم عزله في شكله الحر بعد 76 عامًا فقط بواسطة هنري مويسان في عام 1886 عن طريق التحليل الكهربائي لفلوريد الهيدروجين اللامائي السائل الذي يحتوي على خليط من فلوريد البوتاسيوم الحمضي KHF 2.

أصل الاسم

اسم "الفلور" (من اليونانية القديمة φθόρος - التدمير)، الذي اقترحه أندريه أمبير في عام 1810، يستخدم في اللغة الروسية وبعض اللغات الأخرى؛ في العديد من البلدان، يتم اعتماد أسماء مشتقة من الكلمة اللاتينية "fluorum" (والتي بدورها تأتي من فلوير - "يتدفق"، وفقًا لخاصية مركب الفلور، الفلوريت (CaF 2)، لتقليل ذوبان نقطة خام وزيادة سيولة الذوبان).

إيصال

تتضمن الطريقة الصناعية للحصول على الفلور استخلاص وإثراء خامات الفلوريت وتحلل حامض الكبريتيك لتركيزها مع تكوين HF اللامائي وتحلله كهربائياً.
وللحصول على الفلور في المختبر يتم استخدام تحلل مركبات معينة ولكن جميعها لا توجد في الطبيعة بكميات كافية ويتم الحصول عليها باستخدام الفلور الحر.

الخصائص الفيزيائية

غاز أصفر شاحب، بتركيزات منخفضة تشبه الرائحة كلاً من الأوزون والكلور، وهو عدواني وسام للغاية.
يحتوي الفلور على نقطة غليان منخفضة بشكل غير طبيعي (نقطة الانصهار). ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الفلور لا يحتوي على مستوى فرعي d وغير قادر على تكوين روابط أحادية ونصف، على عكس الهالوجينات الأخرى (يبلغ تعدد الروابط في الهالوجينات الأخرى حوالي 1.1).

الخواص الكيميائية

وهو أكثر اللافلزات نشاطًا، ويتفاعل بعنف مع جميع المواد تقريبًا باستثناء الفلوريدات في حالات الأكسدة العالية والاستثناءات النادرة - اللدائن الفلورية، ومع معظمها - مع الاحتراق والانفجار. بعض المعادن مقاومة للفلور في درجة حرارة الغرفة بسبب تكوين طبقة كثيفة من الفلورايد، مما يمنع التفاعل مع الفلور - Al، Mg، Cu، Ni. يؤدي اتصال الفلور بالهيدروجين إلى اشتعال وانفجار حتى عند درجات حرارة منخفضة جدًا (تصل إلى -252 درجة مئوية). حتى الماء والبلاتين يحترقان في جو الفلور:
2F 2 + 2H 2 يا → 4HF + يا 2

تشمل التفاعلات التي يكون فيها الفلور عامل اختزال رسميًا تحلل الفلوريدات الأعلى، على سبيل المثال:
2CoF 3 → 2CoF 2 + F 2
MnF 4 → MnF 3 + 1/2 F 2

الفلور قادر أيضًا على أكسدة الأكسجين في التفريغ الكهربائي، وتكوين فلوريد الأكسجين OF 2 وثنائي أكسيد ثنائي فلوريد O 2 F 2 .
في جميع المركبات، يُظهر الفلور حالة أكسدة تبلغ -1. لكي يظهر الفلور حالة أكسدة إيجابية، يلزم إنشاء جزيئات الإكسيمر أو ظروف قاسية أخرى. وهذا يتطلب التأين الاصطناعي لذرات الفلور.

تعريف

الفلور- العنصر التاسع من الجدول الدوري . التعيين - F من الكلمة اللاتينية "fluorum". يقع في الفترة الثانية مجموعة VIIA. يشير إلى غير المعادن. الشحنة النووية 9.

نظرًا لنشاطه الكيميائي العالي، يوجد الفلور في الطبيعة حصريًا في حالة مقيدة. يوجد الفلور في أغلب الأحيان على شكل معدن الفلورسبار CaF 2 والكريوليت Na 3 AlF 6 والفلوراباتيت Ca 5 F (PO 4) 3 .

الفلور في شكله البسيط هو غاز أو سائل ذو لون أخضر شاحب اللون الأصفر الفاتح(رسم بياني 1). درجة الانصهار هي (-219.6 درجة مئوية)، ودرجة الغليان هي (-188.1 درجة مئوية). سامة.

أرز. 1. الفلور. مظهر(الحالة السائلة).

الكتلة الذرية والجزيئية للفلور

تعريف

الكتلة الجزيئية النسبية للمادة (M r)هو رقم يوضح عدد المرات التي تكون فيها كتلة جزيء معين أكبر من 1/12 كتلة ذرة الكربون، و الكتلة الذرية النسبية للعنصر(أ ص) - كم مرة يكون متوسط ​​كتلة ذرات العنصر الكيميائي أكبر من 1/12 من كتلة ذرة الكربون.

الكتلة الذرية النسبية للفلور الذري هي 18.9984 amu. من المعروف أن جزيء الفلور ثنائي الذرة - F2. الوزن الجزيئي النسبي لجزيء الفلور سيكون مساوياً لـ:

م ص (F 2) = 18.9984 × 2 ≈38.

نظائر الفلور

يوجد الفلور في الطبيعة على شكل نظير واحد 19 F. والعدد الكتلي هو 19. تحتوي نواة الذرة على تسعة بروتونات وعشرة نيوترونات.

يوجد نظير نووي للفلور 18mF وعمر النصف له 109.771 دقيقة.

أيونات الفلورايد

يحتوي مستوى الطاقة الخارجي لذرة الفلور على سبعة إلكترونات وهي إلكترونات التكافؤ:

1س 2 2س 2 2ص 5 .

ونتيجة للتفاعل الكيميائي، يقبل الفلور إلكترونًا من الذرات الأخرى، أي. يكون متقبلاً لها، ويتحول إلى أيون سالب الشحنة:

F 0 +1e → F — .

جزيء وذرة الفلور

يتكون جزيء الفلور من ذرتين - F2. فيما يلي بعض الخصائص التي تميز ذرة وجزيء الفلور:

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

مثال 2

يمارس	أي من مركبات الهالوجين والصوديوم: NaF أو NaBr أو NaI يحتوي على أكبر جزء كتلي من الهالوجين؟ أكد إجابتك بالحسابات.
حل	دعونا نحسب الكتل المولية لهاليدات الصوديوم: M(NaF) = Ar(Na) + Ar(F) = 23 + 19 = 42 جم/مول؛ M(NaBr) = Ar(Na) + Ar(Br) = 23 + 80 = 103 جم/مول؛ M(NaI) = Ar(Na) + Ar(I) = 23 + 127 = 150 جم/مول. لنحسب الكسور الكتلية للعناصر التي يتكون منها فلوريد الصوديوم: ω(Na) = Ar(Na) / M (NaF) × 100%؛ ω(نا) = 23 / 42 × 100% = 54.76%. ω(F) = Ar(F) / M (NaF) × 100%؛ ω(F) = 19 / 42 × 100% = 45.24%. لنحسب الكسور الكتلية للعناصر التي يتكون منها بروميد الصوديوم: ω(Na) = Ar(Na) / M (NaBr) × 100%؛ ω(نا) = 23 / 103 × 100% = 22.33% ω(Br) = Ar(Br) / M (NaBr) × 100%؛ ω(Br) = 80 / 103 × 100% = 77.67%. لنحسب الكسور الكتلية للعناصر التي يتكون منها يوديد الصوديوم: ω(Na) = Ar(Na) / M (NaI) × 100%؛ ω(نا) = 23 / 150 × 100% = 15.33%. ω(I) = Ar(I) / M (NaI) × 100%؛ ω(I) = 127 / 150 × 100% = 84.64%. الجزء الأكبر من الهالوجين موجود في يوديد الصوديوم.
إجابة	في يوديد الصوديوم

الدمار والموت. هذه هي الطريقة التي تتم بها ترجمة الاسم من اليونانية فلوريد. يرتبط الاسم بتاريخ اكتشافه. أصيب العشرات من العلماء أو ماتوا أثناء محاولتهم عزل العنصر الذي اقترح شيلي وجوده لأول مرة. حصل على حمض الهيدروفلوريك، لكنه لم يتمكن من استخراج مادة جديدة منه - الفلوريوم.

يرتبط الاسم بالمعادن - أساس حمض الهيدروفلوريك والرئيسي مصدر الفلورايد. كما حاول الأخوان نوكس من إنجلترا وجاي لوساك وتينارد من فرنسا الحصول عليه عن طريق التحليل الكهربائي. لقد ماتوا أثناء التجارب.

ديفي، الذي اكتشف الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم، اتصل بالفلوريوم، وتسمم وأصبح معوقًا. وبعد ذلك، أعاد المجتمع العلمي تسمية العنصر. ولكن هل هو حقًا بهذه الخطورة خارج المختبرات الكيميائية ولماذا هو مطلوب؟ سنجيب على هذه الأسئلة أكثر.

الكيميائية و الخصائص الفيزيائيةفلوريد

الفلوريحتل المركز التاسع في. في الطبيعة، يتكون العنصر من نواة واحدة مستقرة. وهذا ما يسمى الذرات دورة الحياةوهي كافية للملاحظات والبحث العلمي. وزن ذرة الفلور– 18,998. هناك ذرتان في الجزيء.

الفلور - عنصرمع أعلى السالبية الكهربية. وترتبط هذه الظاهرة بقدرة الذرة على الاتصال بالآخرين وجذب الإلكترونات إليها. مؤشر الفلور على مقياس بولينج هو 4. وهذا يساهم في شهرة العنصر التاسع باعتباره العنصر غير المعدني الأكثر نشاطًا. وفي حالته الطبيعية يكون غازًا مصفرًا. أنها سامة ولها راءحة قوية– شيء بين رائحة الأوزون والكلور.

الفلور مادةمع نقطة غليان منخفضة بشكل غير طبيعي للغازات - 188 درجة مئوية فقط. الهالوجينات المتبقية، أي اللافلزات النموذجية من المجموعة السابعة من الجدول الدوري، تغلي بمعدلات عالية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن لديهم مستوى فرعي d، وهو المسؤول عن روابط واحدة ونصف. جزيء الفلورليس لديها واحدة.

يتم التعبير عن نشاط الفلور في عدد وطبيعة التفاعلات المحتملة مع العناصر الأخرى. ويصاحب الاتصال بمعظمهم حرق وانفجارات. عند ملامسة الهيدروجين، يتولد لهب حتى في درجات الحرارة المنخفضة. حتى الماء يحترق في جو الفلور. علاوة على ذلك، في الغرفة التي تحتوي على غاز مصفر، يشتعل العنصر الأكثر خاملة وقيمة.

مركبات الفلورمستحيل فقط مع النيون والأرجون والهيليوم. جميع الغازات الثلاثة خفيفة وخاملة. ليس من الغازات، وليس عرضة للفلور. هناك عدد من العناصر التي تكون التفاعلات معها ممكنة فقط حرارة عالية. نعم زوجين الكلوروفلورينيتفاعل فقط عند 200-250 درجة مئوية.

تطبيق الفلورايد

بدون الفلورايدالطلاء تفلون ليست ضرورية. اسمها العلمي هو رباعي فلورو إيثيلين. تنتمي المركبات إلى المجموعة العضوية ولها خصائص غير لاصقة. في جوهرها، تفلون هو مادة بلاستيكية، ولكنها ثقيلة بشكل غير عادي. كثافة الماء أعلى مرتين - وهذا هو سبب الوزن الزائد للطلاء والأطباق المصاحبة له.

في الصناعة النووية الفلورلقد اتصالبعملية فصل نظائر اليورانيوم. يقول العلماء أنه لو لم يكن هناك العنصر التاسع، فلن تكون هناك محطات للطاقة النووية. ولا يستخدم أي يورانيوم كوقود لها فحسب، بل عدد قليل فقط من نظائره، ولا سيما 235. تم تصميم طرق الفصل للغازات والسوائل المتطايرة.

لكن اليورانيوم يغلي عند 3500 درجة مئوية. ومن غير الواضح ما هي المواد المستخدمة في الأعمدة وأجهزة الطرد المركزي التي ستتحمل مثل هذه الحرارة. ولحسن الحظ، يوجد سداسي فلوريد اليورانيوم المتطاير، والذي يغلي عند درجة حرارة 57 درجة فقط. ومن هذا يتم عزل الجزء المعدني.

أكسدة الفلوروبتعبير أدق، أكسدة وقود الصواريخ - عنصر مهمصناعة الطيران. وليس العنصر الغازي هو الذي يفيد فيه، بل السائل. في هذه الحالة، يتحول الفلور إلى اللون الأصفر الفاتح وهو الأكثر تفاعلاً.

في علم المعادن، يتم استخدام الغاز القياسي. صيغة الفلورايديتحول. ويدخل العنصر في المركب اللازم لإنتاج الألمنيوم. يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي. هذا هو المكان الذي يشارك فيه سداسي فلورو ألومينات.

الاتصال مفيد في مجال البصريات فلور المغنيسيومأي الفلورايد. وهو شفاف في نطاق موجات الضوء من الأشعة فوق البنفسجية الفراغية إلى الأشعة تحت الحمراء. هنا يأتي الاتصال بالعدسات والمنشورات الخاصة بالأدوات البصرية المتخصصة.

العنصر التاسع لاحظه الأطباء أيضًا، وخاصة أطباء الأسنان. ووجدوا 0.02% من الفلورايد في الأسنان. ثم اتضح أنه في المناطق التي يوجد فيها نقص في المادة تكون نسبة الإصابة بالتسوس أعلى.

يتضمن الفلورايد في الماء، ومن حيث يدخل الجسم. في المناطق النادرة، بدأوا في إضافة العنصر بشكل مصطنع إلى الماء. لقد تحسن الوضع. ولذلك تم إنشاؤه معجون الفلورايد.

الفلورايد في الأسنانيمكن أن يسبب المينا التسمم بالفلور - سواد وتبقع الأنسجة. وهذا نتيجة للوفرة الزائدة للعنصر. لذلك، في المناطق ذات التركيب المائي الطبيعي فمن الأفضل أن تختار معجون أسنان خالي من الفلورايد. ومن الضروري أيضًا مراقبة محتواه في المنتجات الغذائية. هناك حتى الحليب المفلور. ليست هناك حاجة لإثراء المأكولات البحرية، فهي تحتوي بالفعل على الكثير من العنصر التاسع.

معكرونة خالية من الفلورايد– اختيار يتعلق بحالة الأسنان. ولكن في الطب، هناك حاجة إلى العنصر ليس فقط في مجال طب الأسنان. توصف مستحضرات الفلورايد لمشاكل الغدة الدرقية، على سبيل المثال، مرض جريفز. في المعركة ضدها، يلعب الزوجان الدور الرئيسي الفلورايد واليود.

الأدوية التي تحتوي على العنصر التاسع ضرورية لأولئك الذين يعانون من مرض السكري المزمن. الجلوكوما والسرطان مدرجان أيضًا في قائمة الأمراض التي يتم علاجها فلوريد. كيف الأكسجينتكون المادة مطلوبة أحيانًا لأمراض الشعب الهوائية والتشخيص الروماتيزمي.

استخراج الفلور

يتم استخراج الفلوركل ذلك بنفس الطريقة التي ساعدت على فتح العنصر. بعد سلسلة من الوفيات، تمكن أحد العلماء ليس فقط من البقاء على قيد الحياة، ولكن أيضا لإطلاق كمية صغيرة من الغاز المصفر. ذهبت الغار إلى هنري مويسان. حصل الفرنسي على جائزة نوبل لاكتشافه. صدر عام 1906.

استخدم Moissan طريقة التحليل الكهربائي. لتجنب التسمم بالأبخرة، أجرى الكيميائي التفاعل في مكهرب فولاذي. ولا يزال هذا الجهاز يستخدم حتى يومنا هذا. أنه يحتوي على الحامض فلوريد البوتاسيوم.

تتم العملية عند درجة حرارة 100 درجة مئوية. الكاثود مصنوع من الفولاذ. الأنود في التثبيت هو الكربون. من المهم الحفاظ على ضيق النظام، لأنه بخار الفلورسامة.

تقوم المختبرات بشراء سدادات خاصة للضيق. تكوينهم: فلوريد الكالسيوم. يتكون إعداد المختبر من سفينتين نحاسيتين. الأول مملوء بالذوبان ويغمر الثاني فيه. الوعاء الداخلي به فتحة في الأسفل. يمر أنود النيكل من خلاله.

يتم وضع الكاثود في الوعاء الأول. أنابيب تمتد من الجهاز. ينطلق الهيدروجين من أحدهما، وينطلق الفلور من الثاني. للحفاظ على الضيق، لا تكفي المقابس وفلوريد الكالسيوم وحدهما. أنت أيضا بحاجة إلى التشحيم. يلعب دوره الجلسرين أو الأكسيد.

طريقة المختبريتم استخدام الحصول على العنصر التاسع فقط في العروض التعليمية. تطبيق عمليالتكنولوجيا لا تملك. ومع ذلك، فإن وجودها يثبت أنه من الممكن الاستغناء عن التحليل الكهربائي. ومع ذلك، هذا ليس ضروريا.

سعر الفلور

لا توجد تكلفة للفلورايد على هذا النحو. تم تحديد الأسعار بالفعل للمنتجات التي تحتوي على العنصر التاسع من الجدول الدوري. معاجين الأسنان، على سبيل المثال، عادة ما تكلف من 40 إلى 350 روبل. والأدوية أيضا رخيصة ومكلفة. كل هذا يتوقف على الشركة المصنعة ومدى توفر منتجات مماثلة من شركات أخرى في السوق.

أما بالنسبة لل أسعار الفلورايدبالنسبة للصحة، يمكن أن تكون مرتفعة على ما يبدو. العنصر سام. التعامل معها يتطلب الحذر. يمكن أن يكون الفلورايد مفيدًا وحتى علاجيًا.

لكن لهذا عليك معرفة الكثير عن المادة والتنبؤ بسلوكها وبالطبع استشارة المتخصصين. يحتل الفلور المرتبة 13 من حيث الانتشار على الأرض. الرقم نفسه، المسمى دزينة الشيطان، يجبرك على توخي الحذر مع العنصر.

الفلور(lat. Fluorum)، F، العنصر الكيميائي للمجموعة السابعة من النظام الدوري لمندليف، ينتمي إلى الهالوجينات، العدد الذري 9، الكتلة الذرية 18.998403؛ في الظروف العادية (0 درجة مئوية؛ 0.1 مليون/م2، أو 1 كجم قوة/سم2) - غاز أصفر شاحب ذو رائحة نفاذة.

يتكون الفلور الطبيعي من نظير واحد مستقر 19 F. وقد تم الحصول على عدد من النظائر بشكل صناعي، على وجه الخصوص: 16 F مع عمر النصف T ½< 1 сек, 17 F (T ½ = 70 сек) , 18 F (T ½ = 111 мин) , 20 F (T ½ = 11,4 сек) , 21 F (T ½ = 5 сек).

مرجع تاريخي.تم وصف مركب الفلور الأول - الفلوريت (الفلورسبار) CaF 2 - في نهاية القرن الخامس عشر تحت اسم "fluor" (من الكلمة اللاتينية Fluo - التدفق، نظرًا لخاصية CaF 2 لصنع خبث لزج من سائل إنتاج المعادن -تدفق). في عام 1771، حصل K. Scheele على حمض الهيدروفلوريك. تم عزل الفلور الحر بواسطة A. Moissan في عام 1886 عن طريق التحليل الكهربائي لفلوريد الهيدروجين اللامائي السائل الذي يحتوي على خليط من حمض فلوريد البوتاسيوم KHF 2.

بدأت كيمياء الفلور في التطور في الثلاثينيات، وخاصة بسرعة أثناء وبعد الحرب العالمية الثانية 1939-1945 فيما يتعلق باحتياجات الصناعة النووية وتكنولوجيا الصواريخ. اسم "الفلورين" (من الكلمة اليونانية phthoros - الدمار والموت)، الذي اقترحه A. Ampere في عام 1810، يستخدم فقط باللغة الروسية؛ في العديد من البلدان يتم قبول اسم "فلور".

توزيع الفلور في الطبيعة.متوسط ​​محتوى الفلور في القشرة الأرضية (كلارك) هو 6.25·10-2% بالكتلة؛ في الصخور النارية الحمضية (الجرانيت) تبلغ 8·10 -2%، في الصخور الأساسية - 3.7·10 -2%، في الصخور فوق القاعدية - 1·10 -2%. الفلور موجود في الغازات البركانية والمياه الحرارية. وأهم مركبات الفلور هي الفلوريت والكريوليت والتوباز. في المجموع، من المعروف أن أكثر من 80 معادن تحتوي على الفلور. توجد مركبات الفلور أيضًا في الأباتيت والفوسفوريت وغيرها. الفلور عنصر حيوي مهم. في تاريخ الأرض، كان مصدر الفلور الذي يدخل المحيط الحيوي هو منتجات الانفجارات البركانية (الغازات، وما إلى ذلك).

الخصائص الفيزيائية للفلور.تبلغ كثافة الفلور الغازي 1.693 جم/لتر (0 درجة مئوية و0.1 مليون/م2، أو 1 كجم/سم2)، والسائل - 1.5127 جم/سم3 (عند نقطة الغليان)؛ ر ر -219.61 درجة مئوية؛ نقطة الغليان -188.13 درجة مئوية. يتكون جزيء الفلور من ذرتين (F2)؛ عند 1000 درجة مئوية، ينفصل 50% من الجزيئات، وتبلغ طاقة التفكك حوالي 155 كيلوجول/مول (37 كيلو كالوري/مول). الفلور قليل الذوبان في فلوريد الهيدروجين السائل؛ الذوبان 2.5·10 -3 جم في 100 جم HF عند -70 درجة مئوية و0.4·10 -3 جم عند -20 درجة مئوية؛ في شكل سائل، قابل للذوبان بشكل غير محدود في الأكسجين السائل والأوزون.

الخواص الكيميائية للفلور.تكوين الإلكترونات الخارجية لذرة الفلور هو 2s 2 2p 5. في المركبات فإنه يظهر حالة الأكسدة -1. نصف القطر الذري التساهمي هو 0.72 أنجستروم، ونصف القطر الأيوني 1.33 أنجستروم. تقارب الإلكترون 3.62 فولت، طاقة التأين (F → F+) 17.418 فولت. تفسر القيم العالية للألفة الإلكترونية وطاقة التأين السالبية الكهربية القوية لذرة الفلور، وهي الأكبر بين جميع العناصر الأخرى. تحدد التفاعلية العالية للفلور الطبيعة الطاردة للحرارة للفلورة، والتي بدورها تتحدد من خلال طاقة التفكك المنخفضة بشكل غير طبيعي لجزيء الفلور والقيم الكبيرة لطاقة الرابطة لذرة الفلور مع ذرات أخرى. للفلورة المباشرة آلية متسلسلة ويمكن أن تؤدي بسهولة إلى الاحتراق والانفجار. يتفاعل الفلور مع جميع العناصر باستثناء الهيليوم والنيون والأرجون. ويتفاعل مع الأكسجين في تفريغ متوهج، مكونًا فلوريدات الأكسجين O 2 F 2، O 3 F 2 وغيرها عند درجات حرارة منخفضة. تفاعلات الفلور مع الهالوجينات الأخرى تكون طاردة للحرارة، مما يؤدي إلى تكوين مركبات بين الهالوجينات. يتفاعل الكلور مع الفلور عند تسخينه إلى 200-250 درجة مئوية، مما يعطي أحادي فلوريد الكلور ClF وثالث فلوريد الكلور ClF 3. ومن المعروف أيضًا ClF 5، ويتم الحصول عليه عن طريق فلورة ClF 3 عند درجة حرارة عالية وضغط 25 Mn/m2 (250 كجم/سم2) يشتعل البروم واليود في جو الفلور عند درجات الحرارة العادية، ويمكن الحصول على BrF 3، BrF 5، IF 3، IF 2. يتفاعل الفلور مباشرة مع الكريبتون والزينون والرادون، مكوناً الفلوريدات المقابلة (على سبيل المثال، XeF 4). ، XeF 6، KrF 2 أوكسي فلوريد الزينون معروفة أيضًا.

يصاحب تفاعل الفلور مع الكبريت إطلاق الحرارة ويؤدي إلى تكوين العديد من فلوريد الكبريت. يشكل السيلينيوم والتيلوريوم فلوريدات أعلى SeF 6 وTeF 6 . يتفاعل الفلور والهيدروجين مع الاحتراق. وهذا ينتج فلوريد الهيدروجين. هذا تفاعل جذري مع تفرع السلسلة: HF* + H 2 = HF + H 2 *; H 2 * + F 2 = HF + H + F (حيث HF * و H 2 * عبارة عن جزيئات في حالة متحمسة اهتزازيًا) ؛ يتم استخدام التفاعل في الليزر الكيميائي. يتفاعل الفلور مع النيتروجين فقط في حالة التفريغ الكهربائي. يشتعل الفحم عند تفاعله مع الفلور عند درجات الحرارة العادية؛ يتفاعل الجرافيت معه تحت تسخين قوي، ومن الممكن تكوين فلوريد الجرافيت الصلب (CF) X أو مركبات الكربون المشبعة بالفلور الغازية CF 4، C 2 F 6 وغيرها. يتفاعل الفلور مع البورون والسيليكون والفوسفور والزرنيخ في البرد، مكونًا الفلوريدات المقابلة.

يتحد الفلور بقوة مع معظم المعادن؛ تشتعل المعادن القلوية والقلوية الأرضية في جو من الفلور في البرد Bi، Sn، Ti، Mo، W - مع تسخين طفيف. يتفاعل Hg، Pb، U، V مع الفلور عند درجة حرارة الغرفة، Pt - عند درجة حرارة حمراء داكنة. عندما تتفاعل المعادن مع الفلور، عادة ما تتكون فلوريدات أعلى، على سبيل المثال UF 6، MoF 6، HgF 2. تتفاعل بعض المعادن (Fe، Cu، Al، Ni، Mg، Zn) مع الفلور لتكوين طبقة واقية من الفلوريدات، مما يمنع المزيد من التفاعل.

عندما يتفاعل الفلور مع أكاسيد المعادن في البرد، يتم تشكيل الفلوريدات المعدنية والأكسجين؛ من الممكن أيضًا تكوين أوكسيفلوريدات معدنية (على سبيل المثال، MoO 2 F 2). الأكاسيد غير المعدنية إما أن تضيف الفلور، على سبيل المثال SO 2 + F 2 = SO 2 F 2، أو يتم استبدال الأكسجين الموجود فيها بالفلور، على سبيل المثال SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2. يتفاعل الزجاج ببطء شديد مع الفلور؛ في وجود الماء يستمر التفاعل بسرعة. يتفاعل الماء مع الفلور: 2H2O + 2F2 = 4HF + O2؛ في هذه الحالة، يتم تشكيل OF 2 وبيروكسيد الهيدروجين H 2 O 2 أيضًا. تضيف أكاسيد النيتروجين NO وNO 2 الفلور بسهولة لتكوين فلوريد النتروسيل FNO وفلوريد النتريل FNO 2 على التوالي. يضيف أول أكسيد الكربون (II) الفلور عند تسخينه لتكوين فلوريد الكربونيل: CO + F 2 = COF 2.

تتفاعل هيدروكسيدات المعادن مع الفلور لتكوين فلوريد المعدن والأكسجين، على سبيل المثال 2Ba(OH) 2 + 2F 2 = 2BaF 2 + 2H 2 O + O 2. تتفاعل المحاليل المائية لـ NaOH و KOH مع الفلور عند 0 درجة مئوية لتكوين OF 2 .

تتفاعل الهاليدات المعدنية أو اللافلزية مع الفلور في البرد، حيث يحل الفلور محل جميع الهالوجينات.

يتم فلورة الكبريتيدات والنيتريدات والكربيدات بسهولة. تشكل هيدريدات المعادن فلوريد المعدن وHF مع الفلور في البرد؛ الأمونيا (في البخار) - N 2 و HF. يحل الفلور محل الهيدروجين في الأحماض أو المعادن في أملاحها، على سبيل المثال HNO 3 (أو NaNO 3) + F 2 = FNO 3 + HF (أو NaF)؛ في ظل ظروف أكثر شدة، يزيح الفلور الأكسجين من هذه المركبات، ويشكل فلوريد السلفوريل، على سبيل المثال Na 2 SO 4 + 2F 2 = 2NaF + SO 2 F 2 + O 2. تتفاعل كربونات الفلزات القلوية والفلزات الأرضية القلوية مع الفلور عند درجات الحرارة العادية؛ وهذا ينتج الفلورايد المقابل، CO 2 و O 2 .

يتفاعل الفلور بقوة مع المواد العضوية.

الحصول على الفلورمصدر إنتاج الفلور هو فلوريد الهيدروجين، والذي يتم الحصول عليه بشكل رئيسي إما عن طريق عمل حمض الكبريتيك H 2 SO 4 · على الفلوريت CaF 2، أو عن طريق معالجة الأباتيت والفوسفوريت. يتم إنتاج الفلور عن طريق التحليل الكهربائي لمصهور فلوريد البوتاسيوم الحمضي KF-(1.8-2.0)HF، والذي يتشكل عندما يتم تشبع ذوبان KF-HF بفلوريد الهيدروجين إلى محتوى 40-41٪ HF. عادة ما تكون مادة المحلل الكهربائي من الفولاذ؛ الأقطاب الكهربائية - أنود الكربون والكاثود الصلب. يتم إجراء التحليل الكهربائي عند درجة حرارة 95-100 درجة مئوية وبجهد 9-11 فولت؛ يصل مخرج تيار الفلور إلى 90-95%. يحتوي الفلور الناتج على ما يصل إلى 5% HF، والذي تتم إزالته بالتجميد يليه الامتصاص مع فلوريد الصوديوم. يتم تخزين الفلور في حالة غازية (تحت الضغط) وفي صورة سائلة (عند تبريده بالنيتروجين السائل) في أجهزة مصنوعة من النيكل وسبائكه (معدن المونيل) والنحاس والألومنيوم وسبائكه والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ.

تطبيق الفلور.يستخدم الفلور الغازي لفلورة UF 4 إلى UF 6، ويستخدم لفصل نظائر اليورانيوم، وكذلك لإنتاج ثلاثي فلوريد الكلور ClF 3 (عامل الفلورة)، وسادس فلوريد الكبريت SF 6 (عازل غازي في الصناعة الكهربائية)، الفلوريدات المعدنية (على سبيل المثال، W و V ). الفلور السائل هو مؤكسد لوقود الصواريخ.

يتم استخدام العديد من مركبات الفلور على نطاق واسع - فلوريد الهيدروجين، فلوريد الألومنيوم، سيليكوفلوريد، حمض الفلوروسلفونيك (مذيب، محفز، كاشف لإنتاج المركبات العضوية التي تحتوي على المجموعة - SO 2 F)، BF 3 (محفز)، مركبات الفلور العضوية وغيرها.

احتياطات السلامة. الفلور مادة سامة، ويبلغ الحد الأقصى المسموح به لتركيزه في الهواء حوالي 2 · 10 - 4 ملجم / لتر، والحد الأقصى للتركيز المسموح به مع التعرض لمدة لا تزيد عن ساعة واحدة هو 1.5 · 10 - 3 ملجم / لتر.

الفلورايد في الجسم.يتم تضمين الفلور باستمرار في الأنسجة الحيوانية والنباتية. عنصر دقيق في شكل مركبات غير عضوية، يوجد بشكل رئيسي في عظام الحيوانات والبشر - 100-300 ملغم/كغم؛ يوجد بشكل خاص الكثير من الفلورايد في الأسنان. عظام الحيوانات البحرية غنية بالفلور مقارنة بعظام الحيوانات البرية. يدخل جسم الحيوانات والإنسان بشكل رئيسي من يشرب الماءمحتوى الفلور الأمثل هو 1-1.5 ملغم/لتر. مع نقص الفلورايد، يصاب الشخص بتسوس الأسنان، ومع زيادة تناوله - التسمم بالفلور. تعد التركيزات العالية من أيونات الفلور خطيرة بسبب قدرتها على تثبيط عدد من التفاعلات الأنزيمية، وكذلك ربط العناصر المهمة بيولوجيًا. (P، Ca، Mg وغيرها)، مما يخل بتوازنها في الجسم. تم العثور على مشتقات الفلورايد العضوية فقط في بعض النباتات (على سبيل المثال، في جنوب أفريقيا Dichapetalum cymosum). وأهمها مشتقات حمض الفلوروسيتيك السامة لكل من النباتات والحيوانات الأخرى. تم العثور على علاقة بين استقلاب الفلورايد وتكوينه أنسجة العظامالهيكل العظمي وخاصة الأسنان.

التسمم بالفلور ممكن بين العاملين في الصناعة الكيميائية، أثناء تصنيع المركبات المحتوية على الفلور وفي إنتاج الأسمدة الفوسفاتية. الفلورايد يهيج الجهاز التنفسي ويسبب حروقا في الجلد. في التسمم الحاد يحدث تهيج في الأغشية المخاطية للحنجرة والشعب الهوائية والعينين وسيلان اللعاب ونزيف في الأنف. في الحالات الشديدة - وذمة رئوية، تلف المركزي الجهاز العصبيو اخرين؛ في الحالات المزمنة - التهاب الملتحمة والتهاب الشعب الهوائية والالتهاب الرئوي وتصلب الرئة والفلور. الآفات الجلدية مثل الأكزيما مميزة. الإسعافات الأولية: شطف العينين بالماء لحروق الجلد - الري بالكحول 70٪. في حالة التسمم بالاستنشاق - استنشاق الأكسجين. الوقاية: الالتزام بقواعد السلامة، ارتداء ملابس خاصة، منتظمة فحوصات طبيه- إدراج الكالسيوم والفيتامينات في النظام الغذائي.