Fluor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

9 oxigén ← fluor → neon - ↑ F ↓ Cl [He] 2s2 2p5 9 F Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	fluor, F, 9
Elemi sorozat	halogének
Csoport, periódus, mező	17, 2, p
Megjelenés	halvány zöldes-sárga gáz
Atomtömeg	18,9984032(5) g/mol
Elektronszerkezet	1s2 2s2 2p5
Elektronok héjanként	2, 7
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	gáz
Sűrűség	(0 °C, 101,325 kPa) 1,7 g/L
Olvadáspont	53,53 K (-219,62 °C, -363,32 °F)
Forráspont	85,03 K (-188,12 °C, -306,62 °F)
Olvadáshő	(F2) 0,510 kJ/mol
Párolgáshő	(F2) 6,62 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	(25 °C) (F2) 31,304 J/(mol·K)
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 38 44 50 58 69 85
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	köbös
Oxidációs állapotok	−1 (erősen savas oxid)
Elektronegativitás	3,98 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 1681,0 kJ/mol
	2.: 3374,2 kJ/mol
	3.: 6050,4 kJ/mol
Atomsugár	50 pm
Atomsugár (számított)	42 pm
Kovalens sugár	71 pm
Van der Waals-sugár	147 pm
Egyebek
Mágnesség	nem mágneses
Hővezetési tényező	(300 K) 27,7 mW/(m·K)
CAS-szám	7782-41-4
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Fluor izotópjai Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t. 19F 100% F stabil 10 neutronnal
Hivatkozások

A fluor a halogének csoportjába tartozó kémiai elem, a vegyjele F és a rendszáma 9. A fluor két atomos molekulaként fordul elő elemi állapotban (F₂) és a legreaktívabb és a legelektronegatívabb az összes elem közül.

Tartalomjegyzék 1 Jellemzői 2 A fluor felfedezése 3 A fluor előfordulása 4 Előállítása 5 Hatása az élővilágra 6 A fluor felhasználása 7 Lásd még

[szerkesztés] Jellemzői

Az elemi fluor egy erősen maró, halványsárga színű gáz. Erős oxidálószer és könnyen reagál a legtöbb elemmel, még a nemesgázokkal (kripton, xenon és radon) is. A hidrogénnel hideg, sötétben is robbanásszerűen reagál. A nedves levegőben reagál a vízzel; vízgőz fluor áramban fényes lánggal ég, és a veszélyes hidrogén-fluorid vagy folysav (HF) keletkezik. Nagy reaktivitása miatt a természetben csak vegyületekben fordul elő. Megtámadja a szilicium-dioxidot és ezért nem lehet előállítani és tárolni üveg edényekben, hanem speciális védőréteggel (fluorocarbon) ellátott kvarc palackban tárolják. Egyes fémeket (réz, nikkel) nem támadja meg a száraz, hideg fluor gáz, mert a felületen keletkezik egy ellenálló fluorid réteg. Melegítés hatására a fluor reagál a legtöbb fémmel, még az arany és a platina sem tud ellenállni.

[szerkesztés] A fluor felfedezése

A fluor egyik vegyületét a fluoritot mint ércek és salak olvadáspontjának csökkentésére használt adalékot 1530-ban Georgius Agricola megemlíti. Innen ered a fluorit mint folypát elnevezése. 1670-ben Schwanhard feljegyzi hogy az üvegedény melyben fluorit volt tárolva, sav jelenlétében bemaratódott. Karl Scheele és később sok más kutató köztük Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, kísérleteztek a hidrogén-fluoriddal, amit könnyen állítottak elő folypátból és tömény kénsavból. Rájöttek, hogy a hidrogén-fluorid egy ismeretlen elemet tartalmaz, ennek ellenére a fluort, mint vegyi elemet csak 1886-ban állította elő Henri Moissan. Előállítása azért volt olyan nehéz, mert azonnal reagál a jelenlevő anyagokkal. Az akkori kutatók nem ismerték fel a folysav veszélyességét és ezért sokan egészségükkel (vakság) vagy életükkel fizettek, és mint a "fluor mártirjai" tartják számon. Moissan munkájával kiérdemelte 1906-ban a kémiai Nobel-díjat. Nem tisztázott, hogy rövid életért (54 év) nem a fluorral való kísérletezések a felelősek.

[szerkesztés] A fluor előfordulása

A természetben vegyület formájában található. Fontosabb ásványai:

• fluorit CaF₂ vagy folypát,
• kriolit Na₃AlF₆,
• fluorapatit Ca₅(PO₄)₃F.

[szerkesztés] Előállítása

Az egyetlen előállítási módszer, amit iparilag is használnak, a kálium-fluorid (KF) száraz hidrogén-fluorid (HF) oldat elektrolízise. Az oldatban a fluor mint difluorid ion van jelen (KHF₂). Az elektrolízist réz vagy nikkel edényekben végzik, melyek egyben a katódot képezik és ahol keletkezik a fluor, és a grafit anodnál hidrogén fejlődik. A fluor felfedezésének századik évfordulóján rendezett konferencián Karl Christe bemutatott egy vegyi eljárást (elektrolízis nélkül) a fluor előálítására, de ennek nincs ipari jelentősége. A reakció 150 °C-on megy végbe és a száraz folysav a közeg.

[szerkesztés] Hatása az élővilágra

Az elemi fluor, a fluor-hidrogén és a vízben oldódó szervetlen fluoridok, nagyon mérgezők és maró hatásúak. Ezért nagy elővigyázattal kell kezelni és kerülni, hogy a bőrre vagy a szembe kerüljenek. Mint említettük a fluor nagyon reaktív és szerves anyaggal érintkezvén, ebből hidrogént von el és hidrogén-fluorid (HF) keletkezik, ez az első lépés a bőr roncsolásában. A keletkezett HF, ellentétben más erős savakkal, a bőrfelületben egyre mélyebbre hatol, és ez a második és veszélyesebb lépés a bőr roncsolásában. Ezt még fokozza az is hogy az idegvégződések is károsodnak és az első fázisokban az égés fájdalom mentes. A hidrogén-fluorid reagálhat a csont kálciumával és idült csontkárosodást okoz. Ennél veszélyesebb, a szervezetben lévő kálcium megkötése, ami szívritmus zavart okoz és szívstop követhet be. Ha a HF a bőrfelület 2,5 %-át érinti (ez kb. 23 cm²) és nem mossák le azonnal bő vizzel, a sebesült nyílt, nehezen gyógyuló sebeket szerez, ha még sikerül is túlélni a balesetet.

[szerkesztés] A fluor felhasználása

• Fluorra, ipari mennyiségben szükség volt az atombomba kivitelezésénél a második világháború idején. A természetes urán kis mennyiségben tartalmaz ²³⁵U izotopot ami láncreakcióra képes, és nagy mennyiségben ²³⁸U izotópot. Izotópok külön választása elég nehéz művelet, mivel legtöbb tulajdonságuk megegyezik. Urán esetében uránium-hexafluoridot (UF₆) állítottak elő, amit felhevítve elpárologtattak és ezt egy speciális rácson diffundáltatták. Az ²³⁵U fluoridja gyosabban diffundál és így „dúsított uránt” lehetett előállítani. Az újabb eljárás ugyancsak UF₆ használ, de diffuzió helyett speciális centrifugálást használja.
• A félvezető ipar és az új nanotechnológia, használják a fluor plazmát, maratásra
• Egyes eljárások használják a hidrogén-fluoridot matt üveg előállítására (marja az üveget)
• Fluorozott polimereket használnak mint tapadásgátló bevonatokat: teflon
• A hűtőgépek még használják a freonokat mint hőszállító közeget. A freonok az ózon ellenségei és ezért mind kevésbé használják. A freon negatív hatásáért nem a fluor a felelős, hanem a klór.
• Az egészségügyben a fluor jelen van egyes érzéstelenítőkben, antibiotikumokban, gombaölőszerekben, adalékként egyes fogpasztákban mint fogszuvasodást gátló szer.
• Nagy adagban a nátrium-fluoridot mint rovarirtót használták.
• A hatvanas években kísérletek folytak a fluornak rakéta üzemanyagként történő alkalmazására. Mérgező és maró hatása miatt a kutatások abbamaradtak.

[szerkesztés] Lásd még

m·v·sz Kétatomos molekulák
Hidrogén H2	|		Nitrogén N2	|		Oxigén O2	|		Fluor F2
Klór Cl2	|		Bróm Br2	|		Jód I2	|		Asztácium At2