Flüor halogen ailəsinin ən yüngül üzvüdür, dövri cədvəlin 17-ci (VIIA) qrupunun elementləridir. Bu qrupa həmçinin xlor, brom, yod və astatin daxildir.
Flüorun 9 elektronu 1s 2 2s 2 2p 5 konfiqurasiyasını təşkil edir. Doldurulmuş daxili qabıqda 2, xarici qabıqda isə 7 elektron var ki, bu da 1 boş yer buraxır.
Flüorun quruluşu onu demək olar ki, bütün maddələrlə reaksiya verən ən aktiv kimyəvi elementə çevirir. Yüksək temperatur və təzyiqlərdə o, hətta nəcib qazlarla reaksiya verir, baxmayaraq ki, nəcib qazlar kimi tanınan qrup 18 (VIIIA) elementləri ümumiyyətlə digər maddələrlə reaksiya vermir.
Flüor 1886-cı ildə fransız kimyaçısı Henri Moissan (1852-1907) tərəfindən kəşf edilmişdir. O, hidrogen flüoridindən (H 2 F 2) elektrik cərəyanı keçirərək qazı topladı.
İstehlakçılar flüorun nə olduğunu ən çox onun iki birləşməsindən bilirlər. İki atomlu qaz 1950-ci illərdən bəri istifadə olunan flüoridlər, birləşmələr istehsal etmək üçün istifadə olunur. diş pastalarına daxildir. Diş çürüməsinin qarşısını almaqda təsirli olurlar, buna görə də şəhər su təchizatına əlavə olunurlar.
Flüor birləşmələrinin başqa bir qrupu xloroflorokarbonlardır (CFC). Onlar uzun illərdir ki, aerozol yanacaq kimi son dərəcə populyardırlar. Bununla belə, yuxarı atmosferdəki CFC-lər ozonla (O3) reaksiya verir. Ozon təbəqəsi günəşdən gələn zərərli ultrabənövşəyi radiasiyanı süzür, bu, bənövşəyi spektrdən daha qısa dalğa uzunluğuna və buna görə də görünən işıqdan daha yüksək enerjiyə malik elektromaqnit şüalanmasıdır. Buna görə də, indi CFC istehsalı qadağandır.
Kimya həmişə təhlükəli elm olub. Erkən kimya isə ölümcül təhlükəli fəaliyyət idi. Alimlər çox az bildikləri maddələrlə işləyirdilər. Yeni birləşmələrin və elementlərin kəşfi çox vaxt faciəli nəticələrə səbəb olurdu.
Flüor son dərəcə təhlükəli bir maddədir. Elementi təcrid etməyə çalışan kimyaçılar dəhşətli yanıqlar aldılar və hətta öldülər. Flüor qazı tənəffüs yollarının yumşaq toxumalarını zədələyir.
1500-cü illərin əvvəllərində alman alimi George Agricola (1494-1555) "flüorit" adlandırdığı flüorspatı təsvir etdi. Bu söz latınca fluere (“axmaq”) felindən gəlir. Agricola, ərinmiş metal filizlərinə əlavə edilən fluorspatın onları daha maye etdiyini və işləməyi asanlaşdırdığını müdafiə etdi. Alman alimi bilmirdi ki, bu mineralın tərkibində kalsium flüorid (CaF 2) şəklində flüor var.
Flüorit intensiv tədqiqat obyektinə çevrilmişdir. 1670-ci ildə alman şüşə üfürən Heinrich Schwanhard aşkar etdi ki, flüorspat və turşu qarışığı şüşəni aşındırmaq üçün istifadə edilə bilən bir maddə əmələ gətirir, bu kimyəvi reaksiya nəticəsində buzlu səth əmələ gəlir. Bu proses şüşə üzərində naxışlar yaratmaq və həmçinin dəqiq elmi ölçmə vasitələri yaratmaq üçün istifadə olunur.
1771-ci ildə isveçli kimyaçı Karl Vilhelm Scheele (1742-86) aşındırma üçün yeni maddə kəşf etdi. O, hidroflorik turşunun (HF) xassələrini ətraflı təsvir etmişdir. Scheele'nin işi bu birləşmənin intensiv öyrənilməsinə kömək etdi.
Kimyaçılar hidrofluor turşusunu onun komponentlərinə ayırmağın yollarını axtarırdılar. Onlar elə güman edirdilər ki, əvvəllər heç görmədikləri bir element kəşf ediləcək. Lakin onlar flüorun nə olduğunu və onun nə qədər təhlükəli olduğunu bilmirdilər. Bir çox hidroflorik turşu tədqiqatçısı HF qazını nəfəs alaraq əlil oldu. Onlardan biri, belçikalı kimyaçı Paulin Louyet (1818-1850) bu maddənin təsirindən öldü.
Nəhayət, 1888-ci ildə problem həll edildi. Fransız kimyaçısı Henri Moissan, hidrofluorik (HF) turşunun kalium flüoridində (KHF 2) məhlulu hazırladı. Sonra onu -23°C-yə qədər soyudub elektrik cərəyanı keçirdi. Aparatın bir ucunda qaz göründü. Yeni kimyəvi element latınca flüorspat adından götürülmüş flüor adlandırıldı. "Ftor" sözünü 1810-cu ildə Andre Ampère işlədib. Yunan mənşəlidir və "məhv" deməkdir.
Flüor sıxlığı 1,695 q/l olan açıq sarı qazdır. Bu onu havadan təxminən 1,3 dəfə sıx edir. Flüor -188,13 °C temperaturda maye halına, -219,61 °C-də isə bərk vəziyyətə keçir. Maddə xlor və ozonun qoxusuna bənzəyən güclü spesifik qoxuya malikdir, hətta çox az miqdarda - milyardda 20 hissəyə qədər nəzərə çarpır. Bu xüsusiyyət flüorla işləyənlər üçün çox faydalıdır - qaz otağa daxil olduqda aşkar edilə bilər və zərərli təsirlərdən qaçınmaq olar.
F 2-nin bağlanma enerjisi Cl 2 və ya Br 2-dən çox aşağıdır və hidrogen peroksidlə eynidir. Yüksək elektronmənfilik dissosiasiyaya, yüksək reaktivliyə və flüorun digər atomlarla güclü kimyəvi bağlarına səbəb olur. Helium, neon və arqondan başqa hər hansı digər elementlə asanlıqla birləşir. Flüor əksər birləşmələrlə reaksiya verir, çox vaxt çox aktivdir. Məsələn, su ilə qarışdıqda partlayış baş verir. Bu səbəblərə görə laboratoriyada xüsusi diqqət yetirilməlidir.
Flüor elementi sərbəst vəziyyətdə tapılmır. Ən çox yayılmış flüor mineralları flüorspat, flüorapatit və kriolitdir. Apatit əsasən kalsium, fosfor və oksigeni ehtiva edən, adətən flüorla birləşən mürəkkəb mineraldır. Kriolit Qrenlandiya şpatı kimi də tanınır, çünki Qrenlandiya adası bu mineralın yeganə kommersiya mənbəyidir. Əsasən natrium alüminium flüorid Na 3 ALF 6-dan ibarətdir.
Dünyada flüor istehsalı üçün əsas xammal istehsalçıları Çin, Meksika, Monqolustan və Cənubi Afrikadır. Bir vaxtlar ABŞ az miqdarda flüorspat hasil edirdi, lakin sonuncu mədən 1995-ci ildə bağlandı və ölkə flüorlu filizləri idxal etməyə başladı.
Flüor yer qabığında bol miqdarda olur. Onun payı təxminən 0,06% qiymətləndirilir. Bu, onu Yer qabığının təxminən 13-cü ən zəngin elementi halına gətirir ki, bu da təxminən manqan və ya bariumla eynidir.
Kimyəvi elementin yalnız bir təbii izotopu var, 19 F. İzotoplar atomun nüvəsindəki proton və neytronların sayına uyğun gələn kütlə sayı ilə fərqlənən elementin başqa formasıdır. Protonların sayı elementi müəyyənləşdirir, lakin onun neytronlarının sayı dəyişə bilər. Üstəlik, hər variasiya bir izotopu təmsil edir. Fluor-19 yüksək giromaqnit nisbətinə və maqnit sahələrinə müstəsna həssaslığa malikdir. Yeganə stabil izotop olduğundan maqnit rezonans görüntüləmədə istifadə olunur.
Flüorun 17 radioaktiv izotopu məlumdur. Bunlardan ən stabili 18 F-dir. Yarımparçalanma müddəti 109,77 dəqiqə olan nüvələrin parçalanması. 18 F bəzən tibbi tədqiqatlar üçün istifadə olunur. Bədənə daxil olduqdan sonra flüor əsasən sümüklərə keçir. Onun varlığı yaydığı radiasiya ilə müəyyən edilə bilər. Radiasiya şəkli sümük toxumasının vəziyyətini müəyyən etməyə imkan verir. Flüorid-18 bəzən beyin funksiyasını öyrənmək üçün oxşar şəkildə istifadə olunur.
Flüorun sənaye istehsalı Moissan üsuluna əsaslanır. HF və KF qarışığından H 2 və F 2 əmələ gətirmək üçün 8-12 V elektrik cərəyanı keçir.
Məhlullarda flüorun təyini potensiometriya, yəni elektrod potensialının ölçülməsi ilə həyata keçirilir. Elektrod membranı qiymətli metal difluoridləri ilə qatlanmış bir kristallı LaF 3-dən hazırlanmışdır.
Elementar vəziyyətdə flüor nisbətən az istifadə olunur. Bunun üçün çox aktivdir. Oksigenə bənzər yanma təmin edən raket yanacağında istifadə olunur. Ən çox bağlandıqda tələb olunur. Flüoridlər flüorun metal ilə birləşmələridir. Nümunələr natrium flüorid (NaF), kalsium (CaF 2) və qalay (SnF 2).
Flüor diş pastalarına daxildir. Tədqiqatlar göstərir ki, kiçik miqdarda flüorid diş çürüməsi hallarını azaltmağa kömək edə bilər. Onlar yeni diş materialı əmələ gələn kimi çökdürülür, bu da onu möhkəm və çürüməyə davamlı edir.
Bəzi şəhərlərdə su təchizatına ftor əlavə edilir. Səlahiyyətlilər bununla şəhər sakinlərinin diş sağlamlığını yaxşılaşdırmağa ümid edirlər. Ən böyük faydalananlar dişləri hələ də inkişaf edən gənclərdir. Flüorun su təchizatına əlavə edilməsi prosesi flüorlaşdırma adlanır. Suda çoxlu flüor dişlərin qaralmasına və qalıcı olaraq ləkələnməsinə səbəb olur.
Bəziləri ictimai su təchizatında flüorun uzunmüddətli sağlamlığa təsirindən narahatdırlar. Onlar göstərirlər ki, flüor ölümcül zəhərdir və onun birləşmələri də zəhərli ola bilər. Düzdür, F 2 çox təhlükəlidir, lakin birləşmələrin xassələri onları təşkil edən elementlərdən fərqlənir. Deməli, narahatlıq əsassızdır.
Flüorun güclü, xarakterik qoxusu sızmaların aşkarlanmasına və təmasın qarşısını almağa imkan verir.
Flüoridlər ümumiyyətlə yalnız böyük dozalarda təhlükəlidir. Onların suda konsentrasiyası adətən çox aşağıdır, milyonda bir neçə hissədir. Əksər diş və sağlamlıq mütəxəssisləri belə flüorun faydalı olduğuna və insan sağlamlığı üçün təhlükə yaratmadığına inanırlar.
Elmi tədqiqatlarda təsadüfi kəşflər böyük rol oynayır. Uğurlu və çox qazanclı qəzaya misal olaraq DuPont Chemical Company tərəfindən istehsal olunan Teflon materialını göstərmək olar. Demək olar ki, heç bir şey ona yapışmadığı üçün vacib bir kommersiya məhsuluna çevrildi. Bu gün hər kəsin daxili səthi bu materialla örtülmüş qızartma qabları var, çünki yemək bişirərkən yanmır. Bundan əlavə, teflon tavalar bitki və ya heyvan yağı tələb etmir.
Teflon təsadüfən 1938-ci ildə DuPont kimyaçısı Roy Plunkett (1911-1994) tərəfindən xloroflorokarbonlar (CFC) inkişaf etdirərək kəşf edilmişdir. O, tetrafloroetileni (TFE) C 2 F 4-ü perklor turşusu ilə qarışdırsa nə olacağını bilmək istəyirdi. Təcrübəni aparmaq üçün o, avadanlığı elə qurdu ki, qaz halında olan TFE HCl ilə konteynerə axmalı idi. Amma klapanı açanda heç nə olmadı. Plunkett gəmini ata bilərdi, amma atmadı. Bunun əvəzinə kimyaçı onu kəsdi və TFE-nin tək bir kütləyə polimerləşdiyini, yəni minlərlə fərdi TFE molekulunun politetrafloroetilen (PTFE) adlı bir molekulda birləşdiyini tapdı.
Plunkett ortaya çıxan ağ tozu çıxarıb süni liflər hazırlayan DuPont alimlərinə göndərdi. Onlar yeni materialı tədqiq etdilər və onun yapışmayan xüsusiyyətlərini kəşf etdilər. Tezliklə yeni material üçün bir sıra tətbiqlər hazırlanmağa başladı.
DuPont 1945-ci ildə Teflon ticarət markasını qoydu və bir il sonra ilk məhsullarını buraxdı. O vaxtdan bəri, qablarda yapışmayan örtüklər adi hala gəldi və Teflon çörəkçilik spreylərində və parçalar və tekstil üçün ləkə qoruyucusu kimi göründü.
Flüor elementi freonların istehsalında da istifadə edilmişdir. Xloroflorokarbonlar 1920-ci illərin sonlarında amerikalı kimya mühəndisi kiçik Thomas Midgley (1889-1944) tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu birləşmələr bir sıra maraqlı xüsusiyyətlərə malikdir. Onlar çox sabitdir və sənayedə istifadə edildikdə dağılmır. Freon kondisioner sistemlərində və soyuducularda, təmizləyici maddələr kimi, aerozollarda və xüsusi polimerlərdə geniş istifadə edilmişdir. CFC istehsalı 1935-ci ildəki 1 min tondan 1965-ci ildə 300 min tondan çox, 1985-ci ildə isə 700 min tona yüksəldi.
Ancaq 1980-ci illərin ortalarına qədər. Araşdırmalar göstərib ki, bu birləşmələr Yer səthindən 20-50 km hündürlükdə yerləşən və onu Günəşdən gələn zərərli ultrabənövşəyi şüalardan qoruduğu üçün planetimizdə həyat üçün vacib olan ozon təbəqəsini zədələyir. Bu, dünyanın əksər ölkələrində istehsal və istifadənin mərhələli şəkildə dayandırılmasına səbəb oldu. CFC-ləri əvəz edən yeni, yerə uyğun materiallar ortaya çıxdı.
CFC-lər əvvəllər məşhur sənaye kimyəvi maddələri idi, çünki onları parçalamaq çətindir. Uzun müddətdir ki, bu maddələr kondisionerlərdə və soyuducularda istiliyi xarici məkana ötürən bir agent kimi istifadə edilmişdir. Lakin alimlər anladılar ki, CFC-lər ozon təbəqəsi üçün təhlükə yaradır, çünki onlar parçalanırlar. Bu necə mümkündür? Kondisionerlərdən və soyuduculardan hər zaman soyuducu sızma ehtimalı var. CFC-lər asanlıqla buxarlanan və atmosferə qalxan qazlar və ya mayelərdir. Onlar nəhayət ozon təbəqəsinə çatırlar.
Bu yüksəklikdə CFC-lər intensiv günəş radiasiyası ilə məhv edilir. Yüksək hündürlükdə yer üzündə sabit olan molekul bu keyfiyyətini itirir. Məhv edildikdə, O 3 ilə reaksiya verə bilən bir xlor atomu ayrılır. Ozon güclü günəş yanığı və dəri xərçənginə səbəb olan günəşdən gələn zərərli radiasiyanı süzür. Oksigen buna qadir deyil. Atmosferdə nə qədər çox CFC varsa, bir o qədər çox xlor atomu var. Xlor atomları nə qədər çox olarsa, ozon molekulları da bir o qədər azdır və ultrabənövşəyi şüalanma Yer səthinə bir o qədər çox çatır və insan sağlamlığına mənfi təsir göstərir.
1980-ci illərin ortalarında CFC-lərin ozon təbəqəsini zədələdiyinə dair sübutlar var idi. Bu, siyasətçiləri xloroflorokarbonların sonrakı istehsalını və istifadəsini qadağan etməyə inandırdı.
Flüor çox təhlükəli ola bilən kimyəvi elementdir. Kiçik miqdarda tənəffüs edilərsə, tənəffüs sistemində (burun, boğaz və ağciyərlər) şiddətli qıcıqlanmaya səbəb olur. Böyük miqdarda ölümə səbəb ola bilər. Flüorun ən yüksək icazə verilən dozası 8 saat ərzində havanın milyon hissəsinə 1 hissədir.
TƏrif
Flüor- halogen qrupuna aid element. Qeyri-metal. VII qrup A yarımqrupunun ikinci dövründə yerləşir.
Seriya nömrəsi 9. Nüvə yükü +9-dur. Atom çəkisi - 18,998 amu. Bu yeganə sabit flüor nuklididir.
Flüor atomu ikinci dövrdə yerləşən bütün elementlər kimi iki qabığa malikdir. Qrup nömrəsi - VII (halogenlər) - azot atomunun xarici elektron səviyyəsinin 7 valent elektrona malik olduğunu və xarici enerji səviyyəsini tamamlamaq üçün yalnız bir elektronun olmadığını göstərir. Dövri Cədvəlin bütün elementləri arasında ən yüksək oksidləşmə qabiliyyətinə malikdir.
düyü. 1. Flüor atomunun quruluşunun şərti təsviri.
Əsas vəziyyətin elektron konfiqurasiyası aşağıdakı kimi yazılır:
1s 2 2s 2 2p 5 .
Flüor p-ailəsinin bir elementidir. Həyəcansız vəziyyətdə olan valent elektronlar üçün enerji diaqramı aşağıdakı kimidir:
Flüorun 3 cüt qoşalaşmış elektron və bir qoşalaşmamış elektronu var. Bütün birləşmələrində flüor valentlik I və oksidləşmə vəziyyətini -1 nümayiş etdirir.
Qarşılıqlı təsir nəticəsində flüor elektron qəbuledicisinə çevrilir. Bu zaman atom mənfi yüklü iona (F -) çevrilir.
Flüor kifayət qədər yayılmış elementdir, onun yer qabığında 6,25 - 10 2% kütləsidir. Bu element 100-dən çox mineralda olur. F 2 və onun birləşmələrinin sənaye istehsalı üçün flüorit CaF 2 (fluorspat) istifadə olunur.
rev. T - kəskin qoxusu olan solğun sarı qaz; X. R. maye hidrogen və oksigendə.
Kimyəvi yolla sərbəst flüor əldə etmək mümkün deyil, çünki heç bir kimyəvi oksidləşdirici maddə keçidi həyata keçirə bilməz
F 2 əldə etmək üçün HF və KF (KHF 2) qarışığının ərimə elektrolizi üsulu istifadə olunur:
Elektroliz: 2HF = H 2 + F 2
Flüor bütün sadə maddələrin ən güclü oksidləşdirici maddəsidir; Yalnız N 2, He, Ne, Ar ilə, həmçinin normal şəraitdə O 2 ilə birbaşa birləşmir.
Me + F 2 = Me +x F -1 x (flüoridlər)
a) qələvi Me ilə - partlayışla;
b) əksər metallarla - alovlanma;
c) aşağı aktiv Me ilə - qızdırıldıqda (yüksək temperaturda hətta Pt F 2 atmosferində yanır)
HeMe + F 2 = HeMeF x (flüoridlər)
2P + 5F 2 = 2PF 5
(S və P ilə reaksiyalar hətta maye N 2 ilə soyuduqda da baş verir)
(hətta qaranlıqda - partlayışla)
Hal 2 + F 2 = Yarım x
Xe + 3F 2 = XeF 6
Flüor suyu aktiv şəkildə parçaladığı üçün "flüorlu su" yaratmaq üçün suda həll edilə bilməz. Reaksiya məhsulları arasında: oksigen ftoridləri OF 2, O 2 F 2; hidrogen peroksid H 2 O 2; oksigen, ozon, hidrogen ftorid.
2F 2 + H 2 O = OF 2 + 2HF
2F 2 + 2H 2 O = O 2 + 4HF
Kvars F 2 atmosferində alovlanır
2F 2 + SiO 2 = SiF 4 + O 2
HHal arasında ən güclü maddə, yüksək qütblü molekullardan əmələ gəlir.
Digərləri ilə müqayisədə HHal anormal yüksək mp-yə malikdir. (~83°C) və s. qaynadılır. (19,5°C). Səbəb molekulların hidrogen bağları ilə güclü assosiativlərə (HF) birləşməsidir:
Hidrogen florid rəngsizdir. kəskin, boğucu bir qoxu olan yüksək mobil və asanlıqla buxarlanan maye.
Hidrogen florid suda qeyri-məhdud həll qabiliyyətinə malikdir; əldə edilən məhlul zəif turşu xassələrinə malikdir (K diss = 6,8-10 -4). Kvars, şüşə və bütün silikatları həll etmək qabiliyyətinə görə "flüor turşusu" adını aldı.
Turşular sinfinə xas olan bütün xüsusiyyətləri nümayiş etdirir.
Bəzi metallar hidrofluorik turşuda həll olunmur, çünki nəticədə zəif həll olunan ftoridlər metal səthində qoruyucu bir film meydana gətirir.
Metallar üçün çox təsirli bir həlledici HF və HNO 3 qarışığıdır, burada HNO 3 oksidləşdirici agent və HF kompleksləşdirici agent rolunu oynayır:
8HF + 2HNO 3 + W = H 2 + 2NO + 4H 2 O
Suda və turşularda həll olunmayan silisium HF və HF + HNO 3 qarışığı ilə reaksiya verir:
Si + 4HF → SiF 4 + 2H 2
3Si + 12HF + 4HN0 3 → 3SiF 4 + 4N0 + 8H 2 O
Silikon oksid Si0 2 su və hidrofluorik turşudan başqa bütün turşularla reaksiya vermir və yavaş-yavaş həll olunur:
SiO 2 + 6HF → H 2 SiF 6 + 2H 2 O
1. Sadə maddələrdən sintez:
H 2 + F 2 = 2HF
2. Kons. hərəkəti. Metal flüoridlər üçün H 2 SO 4:
CaF 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HF
Ən aktiv, ən elektronegativ, ən reaktiv, ən aqressiv element, ən qeyri-metal. Ən çox, ən çox... Bu sözü və ya onun sinonimlərini çox təkrarlamalı olacağıq.
Axı biz flüordan danışırıq.
Flüor, həmçinin xlor, brom, yod və süni şəkildə istehsal olunan radioaktiv astatini də əhatə edən halogen ailəsinin bir elementidir. Flüor öz alt qruplarının bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, lakin bu, nisbət hissi olmayan bir insana bənzəyir: hər şey həddindən artıq, həddindən artıq artır. Bu, ilk növbədə 9 nömrəli elementin dövri sistemdəki mövqeyi və elektron quruluşu ilə izah olunur. Onun dövri cədvəldəki yeri "qeyri-metal xassələrin qütbü", yuxarı sağ küncdür. Flüorun atom modeli: nüvə yükü 9+, iki elektron daxili qabıqda, yeddisi xarici qabıqda yerləşir. Hər bir atom həmişə sabit vəziyyətə can atır. Bunun üçün o, xarici elektron təbəqəni doldurmalıdır. Bu mənada flüor atomu da istisna deyil. Səkkizinci elektron tutulur və məqsədə nail olunur - "doymuş" xarici qabığı olan bir flüor ionu əmələ gəlir.
Əlavə edilmiş elektronların sayı flüorun oksidləşmə vəziyyətinin –1 olduğunu göstərir; Digər halogenlərdən fərqli olaraq, flüor müsbət oksidləşmə vəziyyəti nümayiş etdirə bilməz.
Flüorun xarici elektron təbəqəsini səkkiz elektron konfiqurasiyasına doldurmaq meyli olduqca yüksəkdir. Buna görə də qeyri-adi reaktivliyə malikdir və demək olar ki, bütün elementlərlə birləşmələr əmələ gətirir. 20-ci əsrin 50-ci illərinə qədər kimyaçıların əksəriyyəti nəcib qazların həqiqi kimyəvi birləşmələr əmələ gətirə bilməyəcəyinə inanırdılar. Ancaq tezliklə altı reklüziv elementdən üçü təəccüblü aqressiv flüorun hücumuna müqavimət göstərə bilmədi. 1962-ci ildən ftoridlər və onların vasitəsilə kripton, ksenon və radonun digər birləşmələri əldə edilmişdir.
Flüorun reaksiya verməməsi çox çətindir, lakin onun atomlarını birləşmələrdən çıxarmaq çox vaxt asan deyil. Burada başqa bir amil rol oynayır - flüor atomunun və ionunun çox kiçik ölçüləri. Onlar xlordan təxminən bir yarım dəfə az, yoddan isə yarım dəfə azdır.
Halojen atomunun ölçüsünün halidlərin dayanıqlığına təsirini molibden halid birləşmələri nümunəsindən istifadə etməklə asanlıqla müşahidə etmək olar (Cədvəl 1).
Cədvəl 1
Aydındır ki, halogen atomlarının ölçüsü nə qədər böyükdürsə, onların daha az hissəsi molibden atomunun ətrafında yerləşir. Molibdenin maksimum mümkün oksidləşmə vəziyyəti yalnız flüor atomları ilə birlikdə həyata keçirilir, kiçik ölçüsü molekulun ən sıx şəkildə "qablaşdırılmasına" imkan verir.
Flüor atomları çox yüksək elektronegativliyə malikdir, yəni. elektronları cəlb etmək qabiliyyəti; Oksigenlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, flüor oksigenin müsbət yüklü olduğu birləşmələr əmələ gətirir. İsti su oksigen əmələ gətirmək üçün flüor axınında yanır.
Brauzeriniz JWPlayer-i dəstəkləmir
Bu, müstəsna hal deyilmi? Oksigen birdən-birə yanmanın səbəbi deyil, nəticəsi oldu.
Yalnız su deyil, həm də asbest, kərpic və bir çox metal kimi digər adətən yanmayan materiallar da flüor axınında alovlanır. Brom, yod, kükürd, selen, tellur, fosfor, arsen, sürmə, silisium, kömür hətta adi temperaturda ftorda öz-özünə alovlanır və bir qədər qızdırma ilə eyni aqibət kimyəvi passivliyi ilə tanınan nəcib platin metallarının başına gəlir.
Buna görə də flüor adının özü təəccüblü deyil. Yunan dilindən tərcümədə bu söz "məhv etmək" deməkdir.
Flüor - dağıdıcı - təəccüblü uyğun bir ad. Bununla belə, 9 nömrəli elementin başqa bir adı xaricdə daha çox yayılmışdır - flor, latınca "maye" deməkdir.
Bu ad flüor üçün deyil, onun bəzi birləşmələri üçün daha uyğundur və flüoritdən və ya flüorşpatdan qaynaqlanır - insanın istifadə etdiyi ilk flüor birləşməsidir. Göründüyü kimi, hətta qədim zamanlarda insanlar bu mineralın filizlərin və metallurgiya şlaklarının ərimə temperaturunu azaltmaq qabiliyyətini bilirdilər, lakin təbii olaraq, onun tərkibini bilmirdilər. Bu mineralın əsas komponenti, hələ də məlum olmayan element fluor adlanırdı.
Bu ad alimlərin beyninə o qədər kök salıb ki, 1816-cı ildə irəli sürülən elementin adının dəyişdirilməsi ilə bağlı məntiqi əsaslandırılmış təklif dəstək tapmadı. Lakin bu illər ərzində flor və onun birləşmələrinin dağıdıcı qabiliyyətini təsdiqləyən çoxlu eksperimental məlumatlar toplanmışdı. Təklifin müəllifləri isə sadəcə kimsə deyil, o dövrün ən böyük alimləri Andre Amper və Humphry Davy idi. Və yenə də flüor flüor olaraq qaldı.
Flüor və flüorit haqqında ilk qeyd 15-ci əsrə aiddir.
18-ci əsrin əvvəllərində. Hidrofluor turşusu, hidrogen floridin sulu məhlulu kəşf edildi və 1780-ci ildə məşhur İsveç kimyaçısı Karl Vilhelm Şeele ilk dəfə bu turşunun tərkibində yeni aktiv element olduğunu irəli sürdü. Bununla belə, Scheele-nin təxminlərini təsdiqləmək və flüor (və ya flüor) təcrid etmək üçün kimyaçılara 100 ildən çox, müxtəlif ölkələrdən olan bir çox elm adamının bütöv bir əsrlik zəhməti lazım idi.
Flüor onunla işləmək çox zəhərlidir və onun birləşmələri böyük qayğı və düşünülmüş qoruyucu tədbirlər tələb edir. Flüorun kəşfçiləri bu barədə yalnız təxmin edə bilirdilər, hətta həmişə deyil. Buna görə də flüorun kəşf tarixi bir çox elm qəhrəmanlarının adı ilə bağlıdır. İngilis kimyaçı qardaşları Tomas və Corc Knoks gümüş və qurğuşun ftoridlərindən flüor əldə etməyə çalışdılar. Təcrübələr faciəli şəkildə başa çatdı: Georg Nox əlil oldu, Tomas öldü. Eyni aqibət D.Niklz və P.Layetin başına gəlib. 19-cu əsrin görkəmli kimyaçısı. Turşuların hidrogen nəzəriyyəsinin yaradıcısı, ilk dəfə natrium, kalium, maqnezium, kalsium, stronsium və barium əldə edən, xlorun elementar təbiətini sübut edən Humphry Davy tam dağıdıcı elementin alınması problemini həll edə bilmədi. . Bu təcrübələr zamanı o, zəhərləndi və ağır xəstələndi. J. Gay-Lussac və L. Tenard heç bir ümidverici nəticə əldə etmədən sağlamlıqlarını itirdilər.
A.Lavuazye, M.Faradey, E.Fremi daha uğurlu oldu. Flüor onları "ehtiyat etdi", lakin onlar da müvəffəq olmadılar.
1834-cü ildə Faraday, nəhayət ki, çətin qazı əldə etməyə müvəffəq olduğunu düşünürdü. Lakin o, tezliklə etiraf etməyə məcbur oldu: “Ftorid ala bilmədim. Ciddi təhlillərə məruz qalan fərziyyələrim bir-birinin ardınca puç oldu...” 50 (!) il ərzində bu elm nəhəngi flüor əldə etmək problemini həll etməyə çalışsa da, heç vaxt onun öhdəsindən gələ bilməyib...
Uğursuzluqlar alimləri narahat edirdi, lakin flüorun təcrid olunmasının mövcudluğuna və mümkünlüyünə inam hər yeni təcrübə ilə daha da güclənirdi. Bu, artıq məlum halogenlərin - xlor, brom və yodun birləşmələri ilə flüor birləşmələrinin davranışında və xassələrində çoxsaylı analogiyalara əsaslanırdı.
Bu yolda bəzi uğurlar da oldu. Elektrolizdən istifadə edərək flüoridlərdən flüor çıxarmağa çalışan Fremi, susuz hidrogen flüorid əldə etməyin yolunu tapdı. Hər bir təcrübə, hətta uğursuz olanlar da, heyrətamiz element haqqında bilik bazasını doldurdu və onun kəşf gününü yaxınlaşdırdı. Və bu gün gəldi.
26 iyun 1886-cı ildə fransız kimyaçısı Henri Moissan susuz hidrogen floridi elektroliz etdi. -23°C temperaturda o, anodda yeni, son dərəcə reaktiv qazlı maddə əldə etdi. Moissan bir neçə qaz qabarcığını toplaya bilib. Bu flüor idi!
Moissan kəşfi haqqında Paris Akademiyasına məlumat verdi. Dərhal bir komissiya yaradıldı, bir neçə gündən sonra hər şeyi öz gözləri ilə görmək üçün Moissanın laboratoriyasına gəlməli idi.
Moissan təkrar sınaq üçün diqqətlə hazırlanmışdır. O, ilkin hidrogen flüoridi əlavə təmizləməyə məruz qoydu və... yüksək rütbəli komissiya flüor görmədi. Təcrübə təkrarlanmadı, flüorun sərbəst buraxılması ilə elektroliz müşahidə olunmadı! Qalmaqal?!
Lakin Moissan səbəbi tapa bildi. Məlum oldu ki, hidrogen flüoridin tərkibində olan yalnız kiçik miqdarda kalium ftorid onu elektrik cərəyanının keçiricisi edir. Əlavə təmizlənmədən ilk təcrübədə hidrogen flüoridin istifadəsi müvəffəqiyyəti təmin etdi: çirklər var idi - elektroliz gedirdi. İkinci eksperimentin diqqətlə hazırlanması uğursuzluğa səbəb oldu.
Yenə də şans mütləq Moissanın tərəfində idi. Tezliklə o, flüorun istehsal olunduğu cihazlar üçün ucuz və etibarlı material tapmağı bacardı. Bu problem inadkar element əldə etməkdən az çətin deyildi. Hidrogen flüor və flüor istənilən avadanlıqları məhv etdi. Davy kristal kükürd, kömür, gümüş və platindən hazırlanmış gəmiləri də sınaqdan keçirdi, lakin bütün bu materiallar flüor birləşmələrinin elektrolizi zamanı məhv edildi.
Moissan ilk qram flüorunu iridium-platin ərintisindən hazırlanmış elektrodları olan platin elektrolizatorunda əldə etdi. Təcrübənin aparıldığı temperaturun aşağı olmasına baxmayaraq, flüorun hər qramı 5...6 q platini “məhv etmişdir”.
Moissan platin qabı mis ilə əvəz etdi. Əlbəttə ki, mis də flüorun təsirinə həssasdır, lakin alüminium havadan bir oksid filmi ilə qorunduğu kimi, mis də flüordan qarşısıalınmaz bir mis flüor filminin arxasında "gizlənmişdir".
Elektroliz hələ də flüor istehsal etmək üçün praktiki olaraq yeganə üsuldur. 1919-cu ildən bifluorid ərimələri elektrolit kimi istifadə olunur. Müasir elektrolizatorların və elektrodların materialları mis, nikel, polad və qrafitdir. Bütün bunlar 9 nömrəli elementin istehsalını dəfələrlə ucuzlaşdırdı və onu sənaye miqyasında istehsal etməyə imkan verdi. Bununla belə, flüorun alınması prinsipi Davy və Faraday tərəfindən təklif edilən və ilk dəfə Moissan tərəfindən həyata keçirilən prinsiplə eyni qaldı.
Flüor və onun bir çox birləşmələri nəinki böyük nəzəri maraq doğurur, həm də geniş praktik tətbiq tapır. Bir çox flüor birləşmələri var, onların istifadəsi o qədər çox yönlü və genişdir ki, bu elementlə əlaqəli maraqlı hər şeyi danışmaq üçün hətta 100 səhifə kifayət etməyəcəkdir. Buna görə də, hekayəmizdə yalnız sənayemizdə, həyatımızda, gündəlik həyatımızda və hətta sənətimizdə möhkəm qurulmuş ən maraqlı flüor birləşmələrini tapa bilərsiniz - birləşmələr olmadan (bunu şişirtmədən demək olar) tərəqqi ağlasığmaz.
Tamamilə dağıdıcı flüor və "dinc" tanış suyun ortaq nələri ola bilər? Görünür - heç nə. Amma tələsik nəticələr çıxarmaqdan ehtiyat edək. Axı, su oksigen hidrid kimi qəbul edilə bilər və hidrofluorik turşu HF flüor hidridindən başqa bir şey deyil. Beləliklə, biz ən yaxın kimyəvi "qohumlar" ilə - iki güclü oksidləşdirici maddənin hidridləri ilə məşğul oluruq.
Bütün halogenlərin hidridləri məlumdur. Onların xassələri təbii olaraq dəyişir, lakin hidrogen flüoridi bir çox cəhətdən digər hidrogen halidlərinə nisbətən suya daha yaxındır. Dielektrik sabitləri müqayisə edin: HF və H 2 O üçün onlar çox yaxındırlar (83,5 və 80), brom, yod və xlor hidridləri üçün bu xüsusiyyət xeyli aşağıdır (yalnız 2,9...4,6). HF-nin qaynama nöqtəsi +19°C-dir, HI, HBr və HCl isə artıq sıfırdan aşağı temperaturda qaz halına çevrilir.
Təbii flüor birləşmələrindən biri, mineral kriolit əriməyən buz adlanır. Həqiqətən, nəhəng kriolit kristalları buz bloklarına çox bənzəyir.
Hələ 1670-ci ildə Nürnberq rəssamı Şvanqard florspatı kükürd turşusu ilə qarışdırdı və bu qarışıqla şüşəyə rəsmlər çəkdi. Schwangard onun qarışığının komponentlərinin bir-biri ilə reaksiya verdiyini bilmirdi, lakin reaksiya məhsulunu “çəkdi”. Bu, Şvanqardın kəşfinin həyata keçirilməsinə mane olmadı. Onlar bu gün də istifadə edirlər. Şüşə qaba nazik bir parafin təbəqəsi tətbiq olunur. Rəssam bu təbəqənin üzərində boya çəkir və sonra qabı hidroflorik turşunun məhluluna batırır. Hidrogen floridinə toxunulmayan parafin "zirehinin" çıxarıldığı yerlərdə turşu şüşəni korlayır və dizaynı əbədi olaraq ona həkk olunur. Bu, hidrogen flüoridin ən qədim istifadəsidir, lakin heç bir halda yeganə deyil.
Hidrogen flüorid istehsalı üçün ilk sənaye qurğularının yaradılmasından 20 ildən az bir müddət sonra onun ABŞ-da illik istehsalının 125 min tona çatdığını söyləmək kifayətdir.
Şüşə, qida, neft, nüvə, metallurgiya, kimya, aviasiya, kağız - bu hidrogen flüoridin geniş istifadə olunduğu sənaye sahələrinin tam siyahısı deyil.
Hidrogen flüorid bir çox reaksiyaların sürətini dəyişdirməyə qadirdir və müxtəlif kimyəvi çevrilmələr üçün katalizator kimi istifadə olunur.
Müasir kimyanın əsas istiqamətlərindən biri sulu olmayan mühitlərdə reaksiyaların aparılmasıdır. Hidrogen flüorid ən maraqlı və artıq geniş istifadə olunan sulu olmayan həlledici halına gəldi.
Hidrogen florid çox aqressiv və təhlükəli reagentdir, lakin müasir sənayenin bir çox sahələrində əvəzolunmazdır. Buna görə də, onunla işləmə üsulları o qədər təkmilləşdirilmişdir ki, günümüzün səlahiyyətli kimyaçısı üçün hidrogen flüorid, naməlum flüor planetinin sakinləri üçün demək olar ki, təhlükəsiz hala gəldi.
Alüminium yer qabığında ən çox yayılmış metaldır, ehtiyatları böyükdür, lakin alüminium istehsalı yalnız 19-cu əsrin sonlarında inkişaf etməyə başladı. Alüminiumun oksigen birləşmələri çox güclüdür və onların kömürlə reduksiyası təmiz metal vermir. Elektroliz yolu ilə alüminium istehsal etmək üçün onun halogen birləşmələri və hər şeydən əvvəl həm alüminium, həm də flüor ehtiva edən kriolit lazımdır. Ancaq təbiətdə az miqdarda kriolit var, əlavə olaraq tərkibində "qanadlı metal" azdır - cəmi 13%. Bu, boksitlə müqayisədə demək olar ki, üç dəfə azdır. Boksitin təkrar emalı çətindir, lakin xoşbəxtlikdən kriolitdə həll oluna bilər. Bu, aşağı əriyən və alüminiumla zəngin bir ərimə istehsal edir. Onun elektrolizi alüminium istehsalı üçün yeganə sənaye üsuludur. Təbii kriolitin çatışmazlığı hidrogen floriddən istifadə edərək çox miqdarda istehsal olunan süni kriolitlə kompensasiya edilir.
Beləliklə, alüminium sənayesinin inkişafında və təyyarə tikintisində əldə edilən nailiyyətlər flüor və onun birləşmələri kimyasındakı uğurların böyük dərəcədə nəticəsidir.
20-ci əsrin 30-cu illərində flüor və karbonun ilk birləşmələri sintez edilmişdir. Təbiətdə bu cür maddələr olduqca nadirdir və onlar üçün heç bir xüsusi üstünlük qeyd edilməmişdir.
Bununla belə, müasir texnologiyanın bir çox sahələrinin inkişafı və onların yeni materiallara olan tələbatı, tərkibində flüor olan minlərlə üzvi birləşmənin mövcud olmasına səbəb oldu. Freonları - soyuducu avadanlıq üçün ən vacib materialları və haqlı olaraq plastik platin adlanan floroplastik-4-ü xatırlamaq kifayətdir.
Belə bir ifadənin tamamilə qanuni olmadığı görünür. 9 nömrəli elementin “xarakteri” çox aqressivdir; onun hekayəsi detektiv romana bənzəyir, burada hər səhifə zəhərlənmə və ya qətldir. Bundan əlavə, flüorun özü və onun bir çox birləşmələri kütləvi qırğın silahlarının istehsalı üçün istifadə olunurdu: İkinci Dünya Müharibəsində almanlar xlor trifloriddən yandırıcı vasitə kimi istifadə edirdilər; ABŞ, İngiltərə və Almaniyada bir neçə flüor tərkibli birləşmələr gizli zəhərli maddələr hesab olunurdu və yarımfabrik miqyasında istehsal olunurdu. Heç kimə sirr deyil ki, flüor olmasaydı, atom silahı əldə etmək çətin olardı.
Ftoridlə işləmək təhlükəlidir: ən kiçik ehtiyatsızlıq insanın dişlərinin məhv olmasına, dırnaqların eybəcərləşməsinə, sümük kövrəkliyinin artmasına, qan damarlarının elastikliyini itirməsinə və kövrəkləşməsinə səbəb ola bilər. Nəticə ağır xəstəlik və ya ölümdür.
Və hələ də "Ftor və Həyat" adı haqlıdır. Bunu ilk dəfə fil... sübut etdi. Roma yaxınlığında tapılan adi, fosil olsa da, fil. Dişlərində təsadüfən flüor aşkar edilib. Bu kəşf alimləri insan və heyvan dişlərinin kimyəvi tərkibinə dair sistemli araşdırma aparmağa sövq etdi. Məlum olub ki, dişlərin tərkibində 0,02%-ə qədər flüor var ki, bu da içməli su ilə orqanizmə daxil olur. Tipik olaraq, bir ton suyun tərkibində 0,2 mq-a qədər flüor var. Flüor çatışmazlığı diş çürüməsinə - kariyesə gətirib çıxarır.
Flüorun çatışmazlığı aşkar olunan yerlərdə suya süni şəkildə əlavə edilməsi xəstəliyin yeni hallarının aradan qaldırılmasına və xəstələrdə kariyesin azalmasına səbəb olur. Dərhal rezervasiya edək - suda çox miqdarda flüor kəskin xəstəliyə səbəb olur - fluoroz (xallı emaye). Təbabətin əbədi dilemması: böyük dozalar zəhərdir, kiçik dozalar dərmandır.
Bir çox yerlərdə suyun süni florlaşdırılması üçün qurğular tikilib.
Uşaqlarda kariyesin qarşısının alınmasının bu üsulu xüsusilə təsirlidir. Buna görə də bəzi ölkələrdə ftorid birləşmələri (son dərəcə kiçik dozalarda)... südə əlavə edilir.
Flüorun canlı hüceyrənin inkişafı üçün zəruri olduğu və onun fosforla birlikdə heyvan və bitki toxumalarına daxil olduğu bir fərziyyə var.
Flüor müxtəlif dərman preparatlarının sintezində geniş istifadə olunur. Orqanofluor birləşmələri qalxanabənzər vəzin xəstəliklərinin, xüsusilə Qreyves xəstəliyinin, şəkərli diabetin xroniki formalarının, bronxial və revmatik xəstəliklərin, qlaukoma və xərçəngin müalicəsində uğurla istifadə olunur. Onlar həmçinin malyariyanın qarşısının alınması və müalicəsi üçün faydalıdır və streptokok və stafilokok infeksiyalarına qarşı yaxşı vasitədir. Bəzi orqanoflorin dərmanları etibarlı ağrı kəsiciləridir.
Flüor və ölüm? Bu sahədə işləmək mümkündür və lazımdır, ancaq ölümcül zəhərli maddələr deyil, gəmiricilər və digər kənd təsərrüfatı zərərvericiləri ilə mübarizə aparmaq üçün müxtəlif dərmanlar əldə etmək üçün. Belə tətbiqlərə misal olaraq monofluoroasetik turşu və natrium flüoroasetat daxildir.
İsti yay günündə soyuducudan bir şüşə buz kimi mineral su çıxarmaq necə də gözəldir...
Əksər soyuducularda - həm sənaye, həm də məişət - soyuducu, soyuq əmələ gətirən maddə, orqanofluor mayesi - freondur.
Freonlar ən sadə üzvi birləşmələrin molekullarında hidrogen atomlarını flüor və ya flüor və xlorla əvəz etməklə əldə edilir.
cədvəl 2
Ən sadə karbohidrogen metanCH 4-dir. Əgər metanın tərkibindəki bütün hidrogen atomları flüorla əvəz olunarsa, onda tetraflorometanCF 4 (Freon-14) əmələ gəlir və yalnız iki hidrogen atomu flüor, digər ikisi isə xlorla əvəz olunarsa, onda difluorodixlorometanCF 2 Cl 2 (Freon-12) əmələ gəlir. ) əldə edilir. Cədvəldə 2 bir neçə belə birləşmənin ən vacib xüsusiyyətlərini göstərir.
Freonlar son dərəcə sabit və kimyəvi cəhətdən təsirsizdir. Burada, flüoroplastikada olduğu kimi, eyni heyrətamiz hadisə ilə qarşılaşırıq: ən aktiv elementin - flüorun köməyi ilə kimyəvi cəhətdən çox passiv maddələr əldə etmək mümkündür. Xüsusilə oksidləşdirici maddələrin təsirinə davamlıdırlar və bu təəccüblü deyil - bütün bunlardan sonra karbon atomları ən yüksək oksidləşmə dərəcəsindədir. Buna görə də, flüorokarbonlar (və xüsusilə freonlar) hətta təmiz oksigen atmosferində də yanmazlar. Güclü istiləşmə ilə məhv olur - molekulların parçalanması, lakin oksidləşməsi deyil. Bu xüsusiyyətlər freonlardan bir sıra digər hallarda istifadə etməyə imkan verir: onlar alov saxlayanlar, təsirsiz həlledicilər və plastik və sürtkü materiallarının istehsalı üçün aralıq məhsullar kimi istifadə olunur. Ancaq təəssüf ki, freonlar planetin ozon qatını məhv edir - və bunu nəzərə almaq lazımdır.
İndi minlərlə müxtəlif növ üzvi flor birləşmələri məlumdur. Onların bir çoxu müasir texnologiyanın ən mühüm sahələrində istifadə olunur.
Freonlarda flüor "soyuq sənaye" üçün işləyir, lakin onun köməyi ilə çox yüksək temperatur əldə etmək mümkündür. Bu rəqəmləri müqayisə edin: oksigen-hidrogen alovunun temperaturu 2800°C, oksigen-asetilen alovu 3500°C-dir, hidrogen ftorda yandıqda isə 3700°C temperatur yaranır. Bu reaksiya artıq metal kəsmək üçün hidrogen flüorid məşəllərində praktik tətbiq tapmışdır. Bundan əlavə, flüorxloridlər (flüor və xlor birləşmələri), həmçinin azot triflorid və hidrogen qarışığı üzərində işləyən ocaqlar məlumdur. Sonuncu qarışıq xüsusilə rahatdır, çünki azot triflorid avadanlıqların korroziyasına səbəb olmur. Təbii ki, bütün bu reaksiyalarda flüor və onun birləşmələri oksidləşdirici maddə rolunu oynayır. Onlar həmçinin maye reaktiv mühərriklərdə oksidləşdirici kimi istifadə edilə bilər. Çoxları flüor və onun birləşmələrini əhatə edən reaksiyanın lehinə danışır. Daha yüksək bir temperatur inkişaf edir, bu da yanma kamerasındakı təzyiqin daha çox olacağını və reaktiv mühərrikin itələnməsinin artacağını göstərir. Bu cür reaksiyalar nəticəsində bərk yanma məhsulları əmələ gəlmir, yəni bu halda həm də burunların tıxanması və mühərrikin qırılması təhlükəsi yoxdur.
Lakin flüor raket yanacağının tərkib hissəsi kimi bir sıra böyük çatışmazlıqlara malikdir. Çox zəhərli, aşındırıcıdır və çox aşağı qaynama nöqtəsinə malikdir. Onu maye halında saxlamaq digər qazlara nisbətən daha çətindir. Buna görə də burada oksigen və halogenlərlə flüor birləşmələri daha məqbuldur.
Bu birləşmələrin bəziləri oksidləşdirici xassələrinə görə maye flüordan aşağı deyillər, lakin böyük üstünlüyə malikdirlər; normal şəraitdə bunlar ya maye, ya da asanlıqla mayeləşən qazlardır. Cədvəldəki məlumatları təhlil edərək onların xassələrini müqayisə edin. 3.
Cədvəl 3
| Bağlantı adı | Düstur | Ərimə nöqtəsi, °C | Qaynama nöqtəsi, °C | Toplama vəziyyəti |
| Xlor monoflorid | ClF | –155,6 | –100,1 | Qaz |
| Xlor triflorid | СlF 3 | –76,3 | 11,75 | » |
| Brom monoflorid | BrF | –33 | 20 | Maye |
| Brom triflorid | BrF 3 | 8,8 | 127,6 | » |
| Brom pentaflorid | BrF 5 | –61,3 | 40,5 | » |
| Yod pentaflorid | ƏGƏR 5 | 9,43 | 100,5 | » |
| Yod heptafluorid | ƏGƏR 7 | Vozg. | 4,5 | Qaz |
| Flüor oksidi (oksigen difteriyası) | OF 2 | –223,8 | –144,8 | » |
| Azot triflorid | NF 3 | –208,5 | –129,1 | » |
| Perkloril flüorid | FClO3 | –146 | –46,8 | » |
| Flüor | F 2 | –227,6 | –188,1 | » |
Flüorohaloid birləşmələri arasında raket yanacağında istifadə üçün ən əlverişlisi xlor trifluorid və brom pentafloriddir. Məsələn, məlumdur ki, hələ 1956-cı ildə ABŞ-da xlor trifluorid təyyarə yanacağı üçün mümkün oksidləşdirici hesab olunurdu. Yüksək kimyəvi aktivlik bu cür maddələrin istifadəsini çətinləşdirir. Ancaq bu çətinliklər mütləq deyil və aradan qaldırıla bilər.
Hər litr dəniz suyunda 0,3 mq flüor var. İstiridyə qabığında ondan 20 dəfə çoxdur.
Mərcan qayalarında milyonlarla ton flüor var. Canlı orqanizmlərdə flüorun orta miqdarı yer qabığından 200 dəfə azdır.
Normal şəraitdə flüor -188°C-də açıq sarı qazdır; -228°C-də flüor donur və açıq sarı kristallara çevrilir. Temperatur -252°C-ə endirilərsə, bu kristallar rəngsizləşəcək.
Xlor, brom və yodun qoxularını, bildiyiniz kimi, xoş kimi təsnif etmək çətindir. Bu baxımdan flüor digər halogenlərdən az fərqlənir. Onun qoxusu kəskin və qıcıqlandırıcıdır, həm xlor, həm də ozonun qoxularını xatırladır. Havadakı flüorun milyonda biri insan burnunun onun varlığını aşkar etməsi üçün kifayətdir.
Vulkan mənşəli qazların tərkibində bəzən hidrogen flüor var. Belə qazların ən məşhur təbii mənbəyi Min Tüstü Vadisinin (Alyaska) fumarollarıdır. Hər il vulkan tüstüsü ilə atmosferə 200 min tona yaxın hidrogen flüorid çıxarılır.
“Mən böyük maraqla təmiz hidrofluor turşusunun elektrolizi üzrə təcrübə apardım, çünki bu, flüorun faktiki təbiətini yoxlamaq üçün ən çox ehtimal olunan fürsəti təmin etdi. Lakin prosesin həyata keçirilməsində ciddi çətinliklər yarandı. Maye hidrofluor turşusu dərhal şüşəni və bütün heyvan və bitki maddələrini məhv etdi. Metal oksidləri olan bütün bədənlərə təsir göstərir. Bəzi metallar, kömür, fosfor, kükürd və bəzi xlor birləşmələri istisna olmaqla, onda həll olunmayan bir maddə tanımıram”.
Nüvə yanacağının istehsalında flüor və onun birləşmələrinin rolu müstəsnadır. Əminliklə deyə bilərik ki, flüor olmasaydı, dünyada hələ də bir atom elektrik stansiyası olmazdı və tədqiqat reaktorlarının ümumi sayını bir tərəfdən hesablamaq çətin olmazdı.
Məlumdur ki, bütün uran nüvə yanacağı kimi xidmət edə bilməz, ancaq onun izotoplarının bir hissəsi, ilk növbədə 235 U.
Bir-birindən yalnız nüvədəki neytronların sayına görə fərqlənən izotopları ayırmaq asan deyil və element nə qədər ağır olarsa, çəki fərqi bir o qədər az hiss olunur. Uran izotoplarının ayrılması, demək olar ki, bütün müasir ayırma üsullarının qaz halında olan maddələr və ya uçucu mayelər üçün nəzərdə tutulması ilə daha da çətinləşir.
Uran təxminən 3500 ° C-də qaynayır. Uran buxarı ilə işləməli olsaq, izotopları ayırmaq üçün sütunlar, sentrifuqalar və diafraqmalar hazırlamaq üçün hansı materiallardan istifadə etməli olardıq?! Uranın müstəsna uçucu birləşməsi onun heksaflorid UF 6-dır. 56,2 ° C-də qaynayır. Buna görə də ayrılan uran metalı deyil, uran-235 və uran-238 heksafloridləridir. Təbii ki, bu maddələr kimyəvi xassələrinə görə bir-birindən fərqlənmir. Onların ayrılması prosesi sürətlə fırlanan sentrifuqalarda baş verir.
Mərkəzdənqaçma qüvvəsi ilə sürətləndirilmiş uran heksaflorid molekulları incə məsaməli arakəsmələrdən keçir: 235 U olan “yüngül” molekullar “ağır”lardan bir az daha sürətli keçir.
Ayrıldıqdan sonra uran heksaflorid UF 4 tetrafloridinə, sonra isə uran metalına çevrilir.
Uran heksaflorid uran və elementar flüorun reaksiyası nəticəsində əldə edilir, lakin bu reaksiyanı idarə etmək çətindir. Uranı flüor birləşmələri ilə digər halogenlərlə, məsələn, ClF 3, BrF və BrF 6 ilə müalicə etmək daha rahatdır. Uran tetraflorid UF 4 istehsalı hidrogen flüoridindən istifadəni nəzərdə tutur. Məlumdur ki, 60-cı illərin ortalarında ABŞ-da bütün hidrogen ftoridinin demək olar ki, 10%-i uran istehsalına sərf edilib - təxminən 20 min ton.
Torium, berillium və sirkonium kimi nüvə texnologiyası üçün mühüm materialların istehsal proseslərinə bu elementlərin flüor birləşmələrinin alınması mərhələləri də daxildir.
Günəşi yeyən aslan. Bu simvol kimyagərlər arasında qızılın aqua regia-da - azot və xlorid turşularının qarışığında həll edilməsi prosesini nəzərdə tuturdu. Bütün qiymətli metallar kimyəvi cəhətdən çox sabitdir. Qızıl nə turşularda (selen turşusu istisna olmaqla), nə də qələvilərdə həll olunmur. Və yalnız aqua regia həm qızılı, həm də platini "udur".
XX əsrin 30-cu illərinin sonunda kimyaçıların arsenalında hətta "şir"in də gücsüz olduğu bir maddə meydana çıxdı. Aqua regia plastik üçün çox sərt oldu - teflon kimi tanınan fluoroplastic-4. Teflon molekulları polietilen molekullarından onunla fərqlənir ki, əsas zənciri əhatə edən bütün hidrogen atomları (... - C - C - C - ...) flüorla əvəz olunur.
Flüor
FLUOR-A; m.[yunan dilindən phthoros - ölüm, məhv] Kimyəvi element (F), kəskin iyli açıq sarı qaz. İçməli suya əlavə edin f.
flüor(lat. Fluorum), dövri sistemin VII qrupunun kimyəvi elementi halogenlərə aiddir. Sərbəst flüor iki atomlu molekullardan ibarətdir (F 2); kəskin qoxusu olan solğun sarı qaz, t pl -219.699°C, t kip –188,200°C, sıxlığı 1,7 q/l. Ən aktiv qeyri-metal: helium, neon və arqondan başqa bütün elementlərlə reaksiya verir. Flüorun bir çox maddələrlə qarşılıqlı təsiri asanlıqla yanmağa və partlayışa səbəb olur. Flüor bir çox materialı məhv edir (buna görə də adı: yunanca phthóros - məhv). Əsas minerallar flüorit, kriolit, flüorapatitdir. Flüor orqanofluor birləşmələri və flüoridlər istehsal etmək üçün istifadə olunur; flüor canlı orqanizmlərin toxumalarının bir hissəsidir (sümüklər, diş minası).
FLUORFLUORIN (lat. Fluorum), F (“fluor” oxuyun), atom nömrəsi 9 olan kimyəvi element, atom kütləsi 18,998403. Təbii flüor bir sabit nukliddən ibarətdir (santimetr. NÜKLİD) 19 F. Xarici elektron təbəqə 2 konfiqurasiyası s 2
səh 5
. Birləşmələrdə yalnız oksidləşmə vəziyyətini -1 (valentlik I) nümayiş etdirir. Ftor Mendeleyevin elementlərin dövri cədvəlinin VIIA qrupunda ikinci dövrdə yerləşir və halogenlərə aiddir. (santimetr. HALOGEN).
Neytral flüor atomunun radiusu 0,064 nm, F ionunun radiusu 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) və 0,119 (6) nm (koordinasiya nömrəsinin dəyəri mötərizədə göstərilmişdir) . Neytral flüor atomunun ardıcıl ionlaşmasının enerjiləri müvafiq olaraq 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 və 114,2 eV-dir. Elektron yaxınlığı 3.448 eV (bütün elementlərin atomları arasında ən yüksək). Pauling şkalası üzrə flüorun elektronmənfiliyi 4-dür (bütün elementlərin ən yüksək dəyəri). Flüor ən aktiv qeyri-metaldır.
Sərbəst formada flüor kəskin, boğucu bir qoxu olan rəngsiz bir qazdır.
Kəşf tarixi
Flüorun kəşf tarixi flüorit mineralı ilə bağlıdır (santimetr. FLUORİT), və ya fluorspat. Bu mineralın tərkibi, indi məlum olduğu kimi, CaF 2 düsturuna uyğundur və insanın istifadə etməyə başladığı ilk flüor tərkibli maddəni təmsil edir. Qədim dövrlərdə qeyd olunurdu ki, əgər metal əridilməsi zamanı filizə flüorit əlavə edilərsə, filiz və şlakın ərimə temperaturu aşağı düşür, bu da prosesi xeyli asanlaşdırır (mineralın adı - latınca fluo - axın buna görədir).
1771-ci ildə isveçli kimyaçı K.Scheele floriti sulfat turşusu ilə müalicə etdi. (santimetr. SCHEELE Karl Wilhelm) turşu hazırladı və onu "flüor turşusu" adlandırdı. Fransız alimi A.Lavuazye (santimetr. LAVOISER Antuan Loran) bu turşunun tərkibində “flüorem” adlandırmağı təklif etdiyi yeni kimyəvi element olduğunu irəli sürdü (Lavoisier hesab edirdi ki, hidrofluor turşusu flüorun oksigenlə birləşməsidir, çünki Lavuazyenin fikrincə, bütün turşularda oksigen olmalıdır). Lakin o, yeni elementi müəyyən edə bilmədi.
Yeni elementə "flüor" adı verildi ki, bu da Latın adında əks olunur. Lakin bu elementi sərbəst formada təcrid etmək üçün uzunmüddətli cəhdlər uğursuz oldu. Onu sərbəst formada əldə etməyə çalışan bir çox elm adamı belə təcrübələr zamanı öldü və ya əlil oldu. Bunlar ingilis kimyaçı qardaşları T. və Q. Noks, fransız isə J.-L. Gay Lussac (santimetr. GAY LUSSAC Cozef Louis) və L. J. Tenard (santimetr. TENAR Louis Jacques), və bir çox başqaları. G. Davy özü (santimetr. DAVY Humphrey), ilk sərbəst natrium, kalium, kalsium və digər elementləri əldə edən, flüorun elektroliz yolu ilə alınması təcrübələri nəticəsində zəhərləndi və ağır xəstələndi. Yəqin ki, bütün bu uğursuzluqların təəssüratı altında 1816-cı ildə yeni element - flüor (yunan dilindən phtoros - məhv, ölüm) üçün səs baxımından oxşar, lakin mənaca tamamilə fərqli bir ad təklif edildi. Element üçün bu ad yalnız rus dilində qəbul edilir; fransızlar və almanlar flüoru "flüor", ingilislər isə "flüor" adlandırmağa davam edirlər.
Hətta M.Faraday kimi görkəmli alim də flüoru sərbəst formada əldə edə bilmədi. (santimetr. FARADAY Michael). Yalnız 1886-cı ildə fransız kimyaçısı A. Moissan (santimetr. MOISSANT Henri), -23°C temperatura qədər soyudulmuş maye hidrogen flüorid HF-nin elektrolizindən istifadə edərək (mayenin elektrik keçiriciliyini təmin edən bir az kalium flüorid KF olmalıdır) yeni, son dərəcə reaktivin birinci hissəsini əldə edə bildi. anodda qaz. Moissan ilk təcrübələrində flüor istehsal etmək üçün platin və iridiumdan hazırlanmış çox bahalı elektrolizatordan istifadə etdi. Üstəlik, hər qram flüor 6 q-a qədər platin “yedi”. Daha sonra Moissan daha ucuz olan mis elektrolizatordan istifadə etməyə başladı. Flüor mis ilə reaksiya verir, lakin reaksiya zamanı metalın daha da məhv olmasına mane olan nazik bir flüor filmi meydana gəlir.
Təbiətdə olmaq
Yer qabığında flüorun miqdarı kifayət qədər yüksəkdir və çəki ilə 0,095% təşkil edir (qrupdakı flüorun ən yaxın analoqundan - xlordan əhəmiyyətli dərəcədə çoxdur. (santimetr. Xlor)). Yüksək kimyəvi aktivliyə görə flüor, təbii ki, sərbəst formada baş vermir. Ən əhəmiyyətli flüor mineralları flüorit (fluorspat), həmçinin flüorapatit 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 və kriolitdir. (santimetr. KROLİT) Na 3 AlF 6 . Çirk kimi flüor bir çox mineralların bir hissəsidir və yeraltı sularda olur; dəniz suyunda 1,3·10 -4% flüor.
Qəbz
Flüor istehsalının ilk mərhələsində hidrogen florid HF təcrid olunur. Hidrogen flüorid və hidrofluor turşusunun hazırlanması (santimetr. hidroflüor turşusu)(hidrofluorik) turşusu, bir qayda olaraq, flüorapatitin fosfat gübrələrinə emalı ilə birlikdə baş verir. Flüorapatitin sulfat turşusu ilə işlənməsi zamanı əmələ gələn hidrogen flüorid qazı daha sonra toplanır, mayeləşdirilir və elektroliz üçün istifadə olunur. Elektroliz ya HF və KF-nin maye qarışığı (proses 15-20°C temperaturda aparılır), həm də KH 2 F 3 əriməsi (70-120° temperaturda) şəklində həyata keçirilə bilər. C) və ya KHF 2 əriməsi (245-310°C temperaturda) .
Laboratoriyada az miqdarda sərbəst flüor hazırlamaq üçün ya flüoru aradan qaldıran MnF 4-ün qızdırılmasından, ya da K 2 MnF 6 və SbF 5 qarışığının qızdırılmasından istifadə edə bilərsiniz:
2K 2 MnF 6 + 4SbF 5 = 4KSbF 6 + 2MnF 3 + F 2.
Fiziki və kimyəvi xassələri
Normal şəraitdə flüor kəskin qoxulu qazdır (sıxlığı 1,693 kq/m3). Qaynama temperaturu –188,14°C, ərimə temperaturu –219,62°C. Bərk vəziyyətdə o, iki modifikasiya meydana gətirir: ərimə nöqtəsindən -227,60 ° C-ə qədər mövcud olan a-forma və -227,60 ° C-dən aşağı temperaturda sabit olan b-forma.
Digər halogenlər kimi flüor da iki atomlu F 2 molekulları şəklində mövcuddur. Molekulda nüvələrarası məsafə 0,14165 nm-dir. F2 molekulu atomlara anomal olaraq aşağı dissosiasiya enerjisi (158 kJ/mol) ilə xarakterizə olunur ki, bu da xüsusilə flüorun yüksək reaktivliyini müəyyən edir.
Flüorun kimyəvi aktivliyi son dərəcə yüksəkdir. Flüorlu bütün elementlərdən yalnız üç yüngül inert qaz ftoridlər əmələ gətirmir - helium, neon və arqon. Bütün birləşmələrdə flüor yalnız bir oksidləşmə vəziyyətini -1 nümayiş etdirir.
Flüor bir çox sadə və mürəkkəb maddələrlə birbaşa reaksiya verir. Beləliklə, su ilə təmasda olduqda, flüor onunla reaksiya verir (tez-tez "su flüorda yanır" deyilir):
2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2.
Flüor hidrogenlə sadə təmasda partlayıcı reaksiya verir:
H 2 + F 2 = 2HF.
Bu, nisbətən zəif hidrofluorik turşunun əmələ gəlməsi ilə suda sonsuz həll olunan hidrogen flüorid qazı HF istehsal edir.
Flüor əksər qeyri-metallarla reaksiya verir. Belə ki, flüor qrafitlə reaksiyaya girdikdə ümumi formul CF x birləşmələri, flüor silisiumla reaksiyaya girdikdə SiF 4 ftorid, borla BF 3 trifluorid əmələ gəlir. Flüorun kükürdlə qarşılıqlı təsiri zamanı SF 6 və SF 4 birləşmələri əmələ gəlir və s. (bax: Fluoridlər (santimetr. FLUORİD)).
Digər halogenlərlə çoxlu sayda flüor birləşmələri məlumdur, məsələn, BrF 3, IF 7, ClF, ClF 3 və başqaları və brom və yod adi temperaturda flüor atmosferində alovlanır və xlor 200 dərəcəyə qədər qızdırıldıqda flüorla reaksiya verir. -250 ° C.
Göstərilən inert qazlara əlavə olaraq, azot, oksigen, almaz, karbon qazı və karbon monoksit flüor ilə birbaşa reaksiya vermir.
Dolayı yolla azot trifluorid NF 3 və oksigen ftoridləri O 2 F 2 və OF 2 əldə edildi, burada oksigen qeyri-adi oksidləşmə vəziyyətinə +1 və +2 malikdir.
Flüor karbohidrogenlərlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, müxtəlif tərkibli flüorokarbonların istehsalı ilə müşayiət olunan onların məhv edilməsi baş verir.
Yüngül qızdırma ilə (100-250 ° C) flüor gümüş, vanadium, renium və osmium ilə reaksiya verir. Qızıl, titan, niobium, xrom və bəzi digər metallarla flüorun iştirakı ilə reaksiya 300-350°C-dən yuxarı temperaturda baş verməyə başlayır. Ftoridləri uçucu olmayan metallarla (alüminium, dəmir, mis və s.) Flüor 400-500 ° C-dən yuxarı temperaturda nəzərə çarpan sürətlə reaksiya verir.
Bəzi yüksək metal flüoridləri, məsələn, uran heksafluorid UF 6, flüor və ya BrF 3 kimi flüorlaşdırıcı maddə ilə aşağı halidlər üzərində təsir etməklə əldə edilir, məsələn:
UF 4 + F 2 = UF 6
Qeyd etmək lazımdır ki, artıq qeyd olunan hidrofluor turşusu HF yalnız NaF və ya CaF 2 kimi orta flüoridlərə deyil, həm də turşu flüoridlərə - NaHF 2 və KHF 2 kimi hidrofluoridlərə uyğundur.
Çoxlu sayda müxtəlif üzvi flor birləşmələri də sintez edilmişdir (santimetr. ORQAN FLUORİN BİRLİKLƏRİ), o cümlədən məşhur Teflon (santimetr. TEFLON)- tetrafluoroetilenin polimeri olan material (santimetr. tetrafloroetilen) .
Ərizə
Flüor müxtəlif flüoridlərin (SF 6, BF 3, WF 6 və başqaları), o cümlədən inert qazların birləşmələrinin istehsalında flüorlaşdırıcı vasitə kimi geniş istifadə olunur. (santimetr. NƏCİL QAZLAR) ksenon və kripton (bax Flüorlaşdırma (santimetr. FLUORLAŞMA)). Uran heksafluorid UF 6 uran izotoplarını ayırmaq üçün istifadə olunur. Flüor teflon və digər floroplastiklərin istehsalında istifadə olunur (santimetr. PTFE), florokauçuklar (santimetr. Flüor kauçukları), texnologiyada geniş istifadə olunan flüor tərkibli üzvi maddələr və materiallar, xüsusilə aqressiv mühitə, yüksək temperatura və s. müqavimət tələb olunan hallarda.
Bioloji rol
Bir iz elementi kimi (santimetr. MİKROELEMENTLƏR) flüor bütün orqanizmlərdə olur. Heyvanlarda və insanlarda flüorid sümük toxumasında (insanlarda - 0,2-1,2%) və xüsusilə dentində və diş minasında olur. Orta insanın bədənində (bədən çəkisi 70 kq) 2,6 q ftor var; Gündəlik tələbat 2-3 mq təşkil edir və əsasən içməli su ilə təmin edilir. Florid çatışmazlığı diş çürüklərinə səbəb olur. Buna görə də diş pastalarına flüorid birləşmələri, bəzən isə içməli suya əlavə edilir. Suda həddindən artıq flüorun olması isə sağlamlığa da zərərlidir. Flüoroza səbəb olur (santimetr. FLUOROZ)- mina və sümük toxumasının strukturunda dəyişikliklər, sümük deformasiyası. Suda flüor ionlarının miqdarı üçün icazə verilən maksimum konsentrasiya 0,7 mq/l-dir. Havada flüor qazının icazə verilən maksimal konsentrasiyası 0,03 mq/m3 təşkil edir. Bitkilərdə floridin rolu aydın deyil.
ensiklopedik lüğət. 2009 .
Sinonimlər:flüor- flüor və... Rus orfoqrafiya lüğəti
flüor- flüor/… Morfemik-orfoqrafiya lüğəti
- (lat. Fluorum) F, Mendeleyevin dövri sisteminin VII qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 9, atom kütləsi 18,998403, halogenlərə aiddir. Açıq sarı qaz, kəskin iyli, ərimə nöqtəsi 219.699.C, qaynama nöqtəsi 1.70 q/sm³? Böyük ensiklopedik lüğət
F (yunan phthoros-dan ölüm, məhv, lat. Fluorum * a. fluorine; n. Fluor; f. fluor; i. fluor), kimyəvi. VII qrupun elementi dövri xarakter daşıyır. Mendeleyev sistemi, halogenlərə aiddir, at. n. 9, saat. m. 18.998403. Təbiətdə 1 sabit izotop 19F var... Geoloji ensiklopediya
- (Fluorum), F, dövri sistemin VII qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 9, atom kütləsi 18,9984; halogenlərə aiddir; qaz, qaynama nöqtəsi 188,2 ° C. Flüor uran, soyuducu maddələr, dərmanlar və başqalarının istehsalında, eləcə də... ... Müasir ensiklopediya
