化学元素氟：化合价性能特性

氟（F） -最具反应性 的化学元素 周期表的和最简单的卤素基团17（VIIA）。 此氟由于其能力特性，以吸引电子（最负电性元素）和它的原子的小的尺寸。

发现的历史

含氟矿物荧石由德国医生和矿物学家Georgiem Agrikoloy在1529年描述。 很可能的是，在未知英玻璃制造商1720 GA 1771在瑞典化学家卡尔·威廉·谢勒在一个玻璃蒸馏，将所得产物的作用下大部分腐蚀得到的粗氢氟酸下加热萤石与浓硫酸首先获得氢氟酸。 因此，在随后的实验中，容器是由金属制成。 几乎在1809年得到无水的酸，两年后法国物理学家安德烈 - 马里·安培假设与未知元件，类似于氯，为此它是来自希腊氟φθόριος提出的名称，该氢化合物«中断»。 萤石转身氟化钙。

氟化物释放是直到1886年，当法国化学家杏Muassan是通过在氟化氢钾氢氟酸的溶液电解元件无机化学的主要未解决的问题之一。 它在1906年，他获得了诺贝尔奖。 在处理这一元件和毒性的难度贡献于该元素的化学领域氟进展缓慢。 直到第二次世界大战，他是一个实验室好奇心。 然后，然而，在铀同位素分离使用六氟化铀，以增加商业沿着 有机化合物 的元素，使得它带来的好处显著的化学。

流行

萤石含氟（氟石， _氟化钙_）几个世纪以来被用作助熔剂（清洁剂）在冶金过程。 矿物后来证明的元件，其也被命名氟的来源。 在照明下无色透明萤石晶体具有蓝色色调。 这个属性被称为荧光。

氟 - 在自然界中存在只有在它的化合物的形式，除了在氟石，镭暴露于辐射非常少量的游离元素的元素。 在地壳元素的含量约为0.065％。 基本氟化矿物是萤石，冰晶石（的Na ₃的AlF _6），氟磷灰石（钙₅ [PO _{4] 3} [F，CL]），黄玉（的Al ₂ SiO ₄的[F，OH] _2）和锂云母。

氟的物理和化学性质

在室温下，氟气是淡黄色具有刺激性气味。 其危险的吸入。 在冷却时它成为一种黄色液体。 还有就是化学元素只有一个稳定同位素 - 氟19。

所述卤素的第一电离能是非常高的（402千卡/摩尔），这是一个标准的热阳离子形成F ⁺ 420千卡/摩尔。

原子的元件的小尺寸可以容纳其围绕中心原子相对大的量，以形成多个稳定的复合物，例如，六氟硅酸盐（SIF _^6）2- geksaftoralyuminata和（ALF _^6）3-。 氟 - 具有最强氧化性的元素。 没有其他物质不被氧化氟离子，它变成一个免费的元素，基于这个原因，该项目是不是在自然界中游离状态。 氟超过150岁的这种特性，不允许通过任何化学方法得到它。 这只有通过利用电解的是可能的。 然而，在1986年美国化学家卡尔Krayst说，关于第一个“化学”越来越氟化物。 他用K ₂ MNF _6，和五氟化锑（SBF _5），其可从HF溶液来获得。

氟：价和氧化态

外壳包含未成对电子的卤素。 这就是为什么氟化合物中的化合价等于一。 然而，VIIA族元素原子可以增加电子的数量7.最大氟的化合价和其氧化态等于-1。 元件不能够延长其价电子层，由于原子离线d轨道。 其他不含卤素的由于它的存在可多达7的化合价。

高氧化能力元件允许实现其它元素的可能的最高氧化态。 氟代（化合价I）可以形成的化合物，其不存在，也没有任何其它卤化物：二氟化银（AGF _2），三氟化钴（COF _{3）heptafluoride}铼（REF _7），五氟化溴（BRF _5）和七氟化碘（IF _7）。

连接

式的氟（F _2）是由一个元件的两个原子。 他可以进入与除氦和氖的所有其它元件连接，以形成离子或共价氟化物。 一些金属，如镍，被卤素层迅速地覆盖，防止与金属元素的进一步通信。 一些干金属如低碳钢，铜，铝，或蒙乃尔合金（镍66％和31.5％的铜合金）不会在与氟常温下反应。 为了在温度与该元件工作到600℃是合适的蒙乃尔; 烧结的氧化铝是稳定的高达700℃的

氟碳油是最适合的润滑油。 元件与有机材料（例如，橡胶，木材及纺织品）采取特别的预防措施时，有机化合物的元素氟唯一可能的如此控制氟化剧烈反应。

生产

萤石是氟化物的主要来源。 在生产的氟化氢（HF）从粉状萤石蒸馏，在一个引线单元浓硫酸或铸铁。 在蒸馏过程中形成的硫酸钙_（4硫酸钙_），是在HF不溶性的。 氟化氢 在充分无水状态通过在铜或钢容器分馏获得并存储在钢瓶。 在商业氟化氢常见的杂质是由于形成为二氧化硅在萤石存在亚硫酸和硫酸和氟硅酸（H ₂的SiF _6）。 痕量水分可通过电解使用铂电极通过用元素氟，或存放在一个更强的路易斯酸除去（MF _5，其中M -金属），其可形成盐（H ₃ ^O）+（MF _6） ^{- ：H} ₂ O +的SbF ₅ + HF→（H ₃ ^O）+（SBF _6） ^{- 。}

在各种工业有机和无机氟化合物的制备中使用的氟化氢，例如，natriyftoridalyuminiya（的Na ₃的AlF _6）作为在铝金属的冶炼电解质。 氟化氢气体在水中的溶液，以氢氟酸，它是用于清洗和抛光玻璃或赋予浊度其蚀刻大量金属的说。

细胞的制备通过在不存在水采用电解程序自由。 一般它们在氟化钾的形式在30-70，80-120或250℃的温度下熔融的氟化氢电解（以2.5-5至1的比率） 在此过程中在电解液减少氟化氢含量和熔点升高。 因此，它是必要的，它除了发生持续。 在高温度，当温度超过300℃电解质腔室被替换 氟可以在压力下被安全地存储在一个不锈钢圆筒，如果游离的有机物质的痕迹的气缸阀。

使用

元件被用于生产各种氟化物如三氟化氯（ClF _3），六氟化硫（SF _6）或三氟化钴（COF _3）。 氯化合物和钴是有机化合物的重要氟化剂。 （配适当的预防措施直接氟可以用于此目的）。 六氟化硫 作为气体电介质。

用氮稀释的元素氟是常与烃反应形成，其中所述的氢的一部分或全部被替换为卤素的相应的碳氟化合物。 将得到的化合物通常的特征在于高稳定性，化学惰性，高电阻，以及其他有价值的物理和化学性质。

氟化也可通过氟化处理的钴有机化合物制成（COF _3）电解或其溶液在无水氟化氢。 有用塑料不粘性质，如聚四氟乙烯[（CF ₂ CF _2）X]，商业上被称为特氟纶，由不饱和氟化烃生产。

含氯，溴或碘的有机化合物，被氟化以产生物质，例如二氯二氟甲烷（CL ₂ CF _2）制冷剂，其被广泛应用于家用冰箱和空调。 由于氯氟烃，如二氯二氟，臭氧层的消耗起到积极的作用和其生产和使用受到限制，现在含有氢氟烃优选的制冷剂。

该元件也可用于生产在从铀-238在核燃料制造分离铀235的气体扩散过程中所使用的六氟化铀（UF _6）。 氟化氢和三氟化硼（BF _3）产生在工业规模上，因为它们是用于制备许多有机化合物的烷基化反应的良好催化剂。 氟化钠通常被添加到饮用水中，以减少儿童龋齿的发生。 近年来，在医药和农业领域获得的氟化物最重要的应用。 氟选择性取代显着改变的物质的生物学性质。

分析

这是很难准确地确定卤素化合物的量。 游离氟离子，其等于1的化合价，它可以通过水银汞+ F ₂氧化→HGF ₂检测出_，并测量重量汞的增加与气体的体积变化。 为元素的离子的存在的主要定性试验是：

• 硫酸的作用下的氟化氢选择，
• 通过加入氯化钙溶液形成的氟化钙沉淀物，
• 钛变黄四氧化溶液（的TiO _4）和过氧化氢在硫酸。

定量分析方法：

• 的氟化物在碳酸钠和污泥处理的存在钙沉淀使用乙酸，
• 通过加入氯化钠和硝酸铅沉积氯氟铅，
• 滴定法（测定溶解的物质的浓度）与硝酸钍溶液（TH [NO _{3] 4），}使用茜素磺酸钠作为指示剂：钍（NO _3）4 + 4KF↔THF ₄ + 4KNO _3。

共价键合的氟（价I），如碳氟化合物来分析更复杂。 这需要随后的F分析与金属钠的连接， ^-离子如上所述。

元素属性

最后，我们提出了氟的一些特性：

• 原子序数：9。
• 原子量：18.9984。
• 可能氟价：1。
• 熔点：-219,62℃。
• 沸点：-188℃。
• 密度（1个大气压，0℃）：1696克/升。
• 电子式氟：1秒2 ^{2 2 5} _2P。