Властивості фтору

ФТОР. Природний фтор – це ізотоп 19F. Вміст фтору в літосфері складає 0,066 мас.%. у вільному вигляді він не зустрічається в наслідок своєї високої хімічної активності, поширений тільки у вигляді сполук з металами.
Найважливіше джерело фтору та його сполук – мінерал плавиковий шпат або флюорит – CaF2. Крім того він входить до складу фтороапатіта Ca (PO4) · CaF2 та кріоліту AlF3 · 3NaF. Міститься він і в організмах тварин і людини у складі кісток, зубної емалі; в організм фтор надходить з питною водою (норма 0,8 мг в 1 л). Серед рослин відносно багаті фтором цибулю і сочевиця.
Атом фтору відрізняється великим потенціалом іонізації, тому неможливо отримати позитивний іон фтору.
Фтор – найактивніший неметалл і найсильніший окислювач. Жоден елемент не віднімає електрони у фторид – іонів F⁻, що не окисляє їх до електронейтральних атомів. Тому його отримують електролізом сполук: рідкого фтороводорода HF або розплавленого гідрофторид калію KHF2.
При звичайних температурах фтор – зеленувато – жовтий газ з різким запахом, кипить при – 188,2 ° C, а плавиться при – 218 ° C. Молекули його двоатомний F2, як і в інших галогенів. Сама назва фтор позначає (руйнуючий), що цілком відповідає його властивостям.
Активність молекул фтору в порівнянні з хлором набагато вище, пояснюється це порівняно невеликою енергією дисоціації молекул фтору (158,34 кДж / моль), а також відсутністю у атома фтору d – орбіталей і отже додаткових зв’язків між атомами в молекулі. Дійсно, з більшістю елементів фтор взаємодіє при звичайних температурах, але не з’єднується безпосередньо з киснем і азотом. Під фториді кисню OF2 кисень виявляє ступінь окислення +2, так як атоми фтору відтягують до себе електрони.
З воднем фтор з’єднується з вибухом (навіть при охолодженні і в темряві), виходить фтороводород:

H2 + F2 = 2HF

Полум’я фтороводородной суміші має температуру вище 4000 ° C. Фтор віднімається водень навіть біля води, якщо на поверхню нагрітої води направити струмінь фтору, то вода спалахує блідо – фіолетовим полум’ям:

2F2 + 2H2O = 4HF + O2

В атмосфері фтору загоряються також багато неметали (сірка, фосфор, кремній). Горять в ньому і метали: натрій, калій, кальцій, магній, алюміній. А також деякі благородні метали такі як золото і платина, але тільки при нагріванні до 300 ° C.
Фтор легко витісняє з сполук хлор:

F2 + 2NaCl = Cl2 + 2NaF

В азотній кислоті фтор заміщає водень і утворюється тріоксіфторід азоту:

2HNO3 + 2F2 = 2NO3F + H2F2

Найважливіше з’єднання фтору – фтороводород HF – отримують, обробляючи плавиковий шпат сірчаною кислотою:

CaF2 + H2SO4 = 2HF ↑ + CaSO4

Багатовимірні молекули HF існують в газоподібному Фтороводород лише при високих температурах, а в звичайних умовах навіть газоподібний фтороводород являє собою полімерні молекули, утворені за рахунок водневих зв’язків, наприклад молекули H6F6, що мають циклічне будова. Рідкий фтороводород (HF) n складається асоційованих молекул.
Фтороводород – безбарвний легко зріджується (при + 19,5 ° C) газ з різким запахом. Він вражає дихальні шляхи, у вологому повітрі димить.
Водний розчин його називають фтороводородной або плавиковою кислотою. Це слабка кислота дисоціює з утворенням аніонів F ⁻, HF2⁻, H2F3⁻ та інші:

HF + HOH → F⁻ + H3O⁺, F⁻ + HF → HF2⁻, HF2⁻ + HF ⇄ H2F3⁻

Пари її дуже отруйні, викликають опіки шкіри. Плавикова кислота руйнує скло, взаємодіючи з двоокисом кремнію:

SiO2 + 4HF = SiF4 ↑ + 2H2O

Ця властивість її використовують для травлення скла (написів, малюнків). Зберігають плавиковий кислоту в судинах з ебоніту або воску, які вона не руйнує.
Фтороводородной кислота взаємодіє з більшістю металів (крім золота і платини). Солі – фториди мало розчиняються у воді, але фторид срібла AgF на відміну від інших галіда срібла розчиняється добре.
Фторид натрію NaF і кремнефторід натрію Na2 [SiF6] токсичні, використовувалися для боротьби з шкідливими комахами і для консервування деревини.
Фтор входить до складу фреону CCl2F2 використовуваного в холодильній справі, застосовується для синтезу полімерного матеріалу – фторопласта (тефлону), стійкого до дії кислот і лугів.
З кисневих з’єднань найбільш вивчені фторид кисню F2O і діфтордіоксід F2O2. Фторид кисню отримують, пропускаючи фтор через 2% розчин натрію:

2F2 + 2NaOH = F2O + 2NaF + H2O

Будова молекули фториду кисню F- O – O – F аналогічна будові молекули перекису водню

Посилання на основну публікацію