Fluoro unsur kimia: Sipat valénsi ciri

Fluorine (f) - paling réaktif unsur kimia na group halogén panggampangna 17 (VIIa) tina tabel periodik. ciri fluorine Ieu alatan kamampuhna pikeun narik éléktron (unsur paling electronegative) jeung ukuran leutik atom na.

Sajarah kapanggihna

Mineral fluorine-ngandung fluorspar ieu dijelaskeun dina 1529 ku dokter Jerman sarta mineralogist Georgiem Agrikoloy. Eta kamungkinan yén asam hidroflorat munggaran diala dina glassmaker Inggris kanyahoan 1720 ga 1771 di kimiawan Swedia Carl Wilhelm Scheele diala asam hidroflorat atah sahandapeun pemanasan fluorspar kalayan asam sulfat kentel dina retort sagelas, nu sakitu legana corroded handapeun Peta produk hasilna . Kituna, dina percobaan saterusna, kapal dijieun tina logam. Ampir asam anhidrat dimenangkeun dina 1809 taun, dua taun engké nu fisikawan Perancis André-Marie ampere dianggap yén sanyawa hidrogén ieu kalawan unsur kanyahoan, analog klorin, nu eta geus diusulkeun nami ti fluoro φθόριος Yunani, «gangguan». Fluorspar ngancik kalsium fluorida.

release fluorida éta salah sahiji Masalah nu teu kaungkab utama kimia anorganik dugi 1886, nalika kimiawan Prancis Anri Muassan éta unsur ku éléktrolisis leyuran kalium hydrofluoride di hidrogén fluorida. Pikeun éta dina 1906, anjeunna nampa Hadiah Nobel. Kasusah dina kaayaan unsur ieu jeung sipat racun nyumbang fluorine kamajuan slow dina widang élmu kimia unsur ieu. Nepi nepi ka Perang Dunya Kadua anjeunna hiji ngarasa panasaran laboratorium. Lajeng kitu, pamakéan hexafluoride uranium dina separation of isotop uranium marengan paningkatan dina komérsial sanyawa organik tina unsur, sahingga hiji kimia nu brings kauntungan signifikan.

Prévalénsi

The fluorine-ngandung fluorspar (fluorspar, CaF ₂₎ pikeun abad kungsi dipaké salaku fluks (agén cleansing) dina prosés Metalurgi. Mineral engké dibuktikeun sumber unsur, nu ieu ogé ngaranna Fluor. Warnaan transparan kristal fluorit handapeun katerangan boga tint bluish. sipat ieu dipikawanoh salaku fluorescence.

Fluoro - unsur nu lumangsung di alam ngan dina bentuk sanyawaan na, iwal jumlahna pangleutikna ti unsur bébas dina fluorspar, radium kakeunaan radiasi. Eusi unsur dina kulit Marcapada nyaeta ngeunaan 0,065%. Mineral fluorida dasar anu fluorspar, cryolite (Na ₃ Alf _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [F, Cl]), Topaz (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ jeung lepidolite.

Pasipatan fisik jeung kimia di fluorine

Dina suhu kamar, gas fluorine nyaéta konéng bulak kalawan bau irritating. Inhalation sahiji na bahaya. Kana cooling eta jadi cair konéng. Aya ngan hiji isotop stabil tina unsur kimia - fluoro-19.

Énergi ionisasi munggaran halogén pisan tinggi (402 kcal / mol), nu mangrupakeun formasi kationna panas baku F ⁺ 420 kcal / mol.

Ukuran leutik tina unsur atom bisa nampung Jumlah kawilang gede maranéhanana sabudeureun atom sentral pikeun ngabentuk pluralitas kompléx stabil, contona, hexafluorosilicate (SiF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata na (Alf ₆₎ ^3-. Fluoro - unsur nu boga sipat pangoksidasi neneng. Taya zat séjén teu dioksidasi anion fluorida, nu kabukti kana unsur bébas, jeung alesan ieu item nu teu dina kaayaan bebas di alam. ciri ieu fluorine pikeun heubeul leuwih ti 150 taun teu diwenangkeun pikeun meunangkeun eta ku naon metoda kimiawi. Ieu mungkin ngan ngaliwatan pamakéan éléktrolisis. Tapi, dina 1986 kimiawan Amérika Karl Krayst ceuk ngeunaan munggaran "kimiawi" lalaki fluorida. Anjeunna dipaké K ₂ MnF _6, sarta antimony pentafluoride (SbF _5), nu tiasa didapet ti larutan HF.

Fluoro: valénsi jeung oksidasi kaayaan

Cangkang luar ngandung hiji halogens éléktron unpaired. Éta naha éta valénsi of fluorine dina sanyawa sarua jeung hiji. Sanajan kitu, VIIa atom unsur grup bisa nambahan jumlah éléktron kana valency of 7. fluorine Maximum sarta kaayaan oksidasi na sarua -1. Unsur teu bisa manjangkeun cangkang valénsi anak, saprak éta offline atom d-orbital. halogén bébas nuhun séjén pikeun ayana na tiasa janten valénsi nepi ka 7.

oksidasi unsur kapasitas tinggi ngamungkinkeun pikeun ngahontal mungkin kaayaan oksidasi pangluhurna elemen séjén. Fluoro (valénsi I) bisa ngabentuk sanyawa nu teu aya atawa di mana wae halida lianna: pérak difluoride (AgF _2), kobalt trifluoride (CoF ₃₎ heptafluoride rhenium (ref ₇₎ pentafluoride bromin (BrF ₅₎ jeung iodin heptafluoride (IF _7).

sambungan

Rumus fluorine (f ₂₎ anu diwangun ku dua atom tina unsur. Nya meureun asupkeun kana sambungan kalawan sakabeh elemen séjén iwal hélium jeung neon, pikeun ngabentuk ionik atawa kovalén fluorides. Sababaraha logam kayaning nikel, gancang katutupan ku lapisan halogén, ngahulag komunikasi salajengna kalawan unsur logam. Sababaraha logam garing kayaning baja hampang, tambaga, aluminium, atawa Monel (nikel 66% na 31,5% alloy tambaga) henteu bisa lumangsung dina suhu biasa kalawan fluorine. Digawekeun ku unsur dina suhu nepi ka 600 ° C nyaéta monel cocok; alumina Sintered stabil ngandung nepi ka 700 ° C.

minyak Fluorocarbon téh minyak bumi nu paling merenah. Unsur meta rongkah jeung bahan organik (e.g., karét, kai sarta tékstil) fluorination sangkan dikawasa sanyawa organik unsur fluorine ngan mungkin sawaktos nyandak precautions husus.

produksi

Fluorspar mangrupakeun sumber utama fluorida. Dina produksi hidrogén fluorida (HF) ieu sulingan ti fluorspar tipung jeung asam sulfat kentel dina Unit kalungguhan atawa beusi tuang. Salila distilasi kabentuk kalsium sulfat (CaSO _4), nyaéta leyur na HF. Hidrogén fluorida ieu dicandak dina kaayaan sahingga anhidrat liwat panyulingan fractional di tambaga atawa baja kapal jeung disimpen dina tabung baja. Pangotor nu ilahar kapanggih di fluorida hidrogén komérsial nyaéta asam sulfurous sarta sulfat jeung asam fluorosilicic (H ₂ SiF ₆₎ kabentuk alatan ayana silika di fluorspar kana. Ngambah Uap bisa dihapus ku éléktrolisis maké éléktroda platinum, pengobatan sareng fluorine unsur atawa neundeun hiji asam Lewis kuat (nu MF _5, dimana M - metal), nu bisa ngabentuk uyah nu (H ₃ O) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ O + SbF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SbF ₆₎ ^-.

The fluorida hidrogén dipaké dina nyiapkeun karya rupa-rupa sanyawa fluorine organik jeung anorganik industri, e.g., natriyftoridalyuminiya (Na ₃ Alf ₆₎ ieu padamelan salaku éléktrolit di smelting logam alumunium. Hiji leyuran gas hidrogén fluorida dina caina disebut asam hidroflorat, loba logam anu dipaké pikeun beberesih jeung polishing kaca atawa imparting halimun kana etching na.

Persiapan sél bébas ku ngagunakeun prosedur electrolytic dina henteuna cai. Biasana aranjeunna dina formulir kalium fluorida ngalembereh éléktrolisis hidrogén fluorida (dina babandingan 2.5-5 ka 1) dina suhu tina 30-70, 80-120 atanapi 250 ° C. Salila prosés eusi hidrogén fluorida dina nurun éléktrolit sarta naék titik lebur. Kituna, perlu nu tambahan na lumangsung mayeng. Dina suhu luhur chamber éléktrolit diganti nalika hawa nu ngaleuwihan 300 ° C. Fluorine bisa aman disimpen dina tekenan dina tabung stainless steel, lamun silinder klep bébas tina ngambah zat organik.

pamakean

Unsur dipaké pikeun ngahasilkeun rupa-rupa fluorida kayaning klorin trifluoride (ClF _3), hexafluoride walirang (SF ₆₎ atanapi kobalt trifluoride (CoF _3). Sanyawa klorin sarta kobalt nu agén fluorinating penting sanyawa organik. (Sareng precautions luyu langsung fluorine bisa dipaké pikeun tujuan ieu). Walirang hexafluoride dipaké minangka diéléktrik gas.

The fluorine unsur diluted ku nitrogén nyaéta mindeng meta kalawan hidrokarbon pikeun ngabentuk pakait fluorocarbons nu bagian atawa sakabéh hidrogénna diganti ku halogén. sanyawa anu dihasilkeun sacara umum dicirikeun ku stabilitas tinggi, inertness kimia, lalawanan listrik tinggi, kitu ogé pasipatan fisik jeung kimia berharga lianna.

Fluorination ogé bisa dijieun ku cara pengobatan sanyawa organik tina kobalt trifluoride (CoF ₃₎ éléktrolisis atanapi solusi tujuanana di fluorida hidrogén anhidrat. plastik mangpaat mibanda sipat non-iteuk, kayaning polytetrafluoroethylene [(cf ₂ cf _{2) x],} dipikawanoh komersil sakumaha Teflon, dihasilkeun tina hidrokarbon fluorinated jenuh.

sanyawa organik ngandung klorin, bromin atawa iodin, ieu fluorinated ngahasilkeun zat sapertos dichlorodifluoromethane (Cl ₂ cf ₂₎ refrigerant, anu geus loba dipaké dina kulkas somah na conditioners hawa. Kusabab chlorofluorocarbons, kayaning dichlorodifluoromethane, maén peran aktif dina depletion tina lapisan ozon na produksi jeung pamakéan maranéhanana ieu diwatesan, sarta ayeuna dina refrigerant pikaresep ngandung hydrofluorocarbons.

unsur ogé dipaké pikeun ngahasilkeun hexafluoride uranium (UF ₆₎ dipaké dina prosés difusi gas tina misahkeun uranium-235 ti uranium-238 di pabrik bahan bakar nuklir. Hidrogén fluorida na boron trifluoride (BF ₃₎ dihasilkeun dina hiji skala industri, saprak aranjeunna katalis nu hadé pikeun réaksi alkylation dipaké pikeun nyiapkeun loba sanyawa organik. Natrium fluorida anu biasana ditambahkeun kana cai nginum dina raraga ngurangan incidence of caries dental di barudak. Dina taun anyar, aplikasi pangpentingna fluorida kaala dina farmasi jeung widang tatanén. substitusi selektif of fluorine nyirorot ngarobah sipat biologis zat.

analisis

Hese akurat nangtukeun jumlah sanyawa halogén. fluorida bébas, anu sarua jeung valénsi 1, éta bisa ditandaan ku oksidasi raksa Hg + F ₂ → HgF _2, sarta ngukur kanaékan beurat raksa sarta robah volume gas. The tés kualitatif utama pikeun ayana ion unsur nyaéta:

• Pilihan hidrogén fluorida handapeun Peta asam sulfat,
• Wangunan a endapanana of kalsium fluorida ku nambahkeun leyuran kalsium klorida,
• solusi konéng discoloration tetraoxide of titanium (TiO ₄₎ jeung hidrogén péroxida dina asam sulfat.

Métode analisis kuantitatif:

• présipitasi of kalsium fluorida ku ayana natrium karbonat jeung perlakuan sludge maké asam asétat,
• depositing chlorofluoride kalungguhan ku nambahkeun natrium klorida jeung nitrat kalungguhan,
• titration (tekad nu konsentrasi zat nu leyur) kalawan leyuran thorium nitrat (Th [NO _{3] 4)} maké natrium alizarinsulfonate sakumaha indikator: Th (NO _{3) 4} + 4KF ↔ ThF ₄ + 4KNO _3.

Kovalén kabeungkeut fluorine (valénsi I), kayaning fluorocarbons cara analisa leuwih pajeulit. Ieu merlukeun sambungan jeung natrium logam, dituturkeun ku analisis F ^- ion sakumaha ditétélakeun di luhur.

sipat unsur

Tungtungna urang nampilkeun sabagian sipat fluorine:

• wilangan atom: 9.
• beurat atom: 18,9984.
• Mungkin fluorine valency: 1.
• titik lebur: -219,62 ° C.
• titik golak: -188 ° C.
• Kapadetan (1 atm, 0 ° C): 1.696 g / l.
• Éléktronik Rumus fluorine: 1s 2s ^{2 2 5} _2p.