Fluoride jẹ kini? Awọn ohun-ini ti fluorine

Fluorine jẹ ẹya kemikali (aami F, nọmba atomiki 9), ti kii ṣe irin ti o jẹ ti ẹgbẹ halogen. Eyi ni ohun ti o nṣiṣẹ julọ ati ohun elo eleto. Ni deede otutu ati awọn titẹ ti awọn fluorine moleku ni a loro gaasi bia ofeefee pẹlu agbekalẹ F _2. Gẹgẹbi awọn halogens miiran, fluoride ti iṣelọpọ jẹ gidigidi ewu ati, nigbati o ba kan si awọ-ara, fa kemikali ti o ni ina.

Lo

Fluorine ati awọn agbo-ogun rẹ ni a lo ni gbogbo igba, pẹlu fun awọn iṣelọpọ awọn oogun, awọn agrochemicals, awọn epo ati awọn lubricants ati awọn aṣọ. Hydrofluoric acid ni lo lati etch gilasi, ati awọn pilasima ti fluorine - fun manufacture ti semikondokito ati awọn ohun elo miiran. Awọn ifọkansi kekere ti awọn ions F ni iyẹfun omi ati omi mimu le ṣe iranlọwọ fun awọn eeyan ehín, nigba ti awọn iṣeduro ti o ga julọ jẹ apakan ti awọn kokoro. Ọpọlọpọ awọn anesthetics wọpọ jẹ awọn itọsẹ ti awọn hydrofluorocarbons. ¹⁸ F isotope ni a positron orisun fun egbogi aworan nipa positron njade lara tomography, ati kẹmika hexafluoride ti lo fun awọn Iyapa ti isotopes ti kẹmika ati gbe awọn idarato kẹmika fun iparun agbara eweko.

Itan itan ti Awari

Awọn ohun alumọni ti o ni awọn agbo-ogun fluorine ni a mọ ni ọpọlọpọ ọdun ṣaaju iṣeduro nkan yii. Fun apẹẹrẹ, awọn ni erupe ile fluorspar (tabi fluorite), wa ninu ti awọn kalisiomu fluoride, ti a sapejuwe ninu 1530 nipa Agricola G. Gheorghiu. O woye pe o le ṣee lo bi ṣiṣan - ohun kan ti o ṣe iranlọwọ fun fifalẹ awọn ipo ti o ni iyọ ti irin tabi irin ati iranlọwọ lati nu irin ti o fẹ. Nitori naa o jẹ orukọ Latin orukọ ti a gba lati ọrọ fluere ("jo").

Ni ọdun 1670, Hebrich Schwanhard gilasiwo pe gilasi ti wa ni abẹ labẹ ipa ti fluoiditi calcium (fluorspar) ti a mu pẹlu acid. Karl Scheele ati ọpọlọpọ awọn awadi ti o wa lẹhin, pẹlu Humphry Davy, Joseph-Louis Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, Louis Tenar, ti n ṣe ayẹwo pẹlu hydrofluoric acid (HF), eyiti o rọrun lati gba nipa ṣiṣeju CaF pẹlu acid sulfuric acid.

Ni ipari, o jẹ kedere pe HF ni awọn ohun ti a ko mọ tẹlẹ. Nkan nkan yi, sibẹsibẹ, nitori ti aiṣe pupọ pupọ fun ọpọlọpọ ọdun ko ṣe idamo. O ṣe ko nira pupọ lati ya sọtọ lati awọn agbo ogun, ṣugbọn o tun ṣe atunṣe pẹlu awọn irinše miiran. Iyatọ ti o jẹ eleyi ti inu omi lati inu hydrofluoric acid jẹ lalailopinpin lewu, ati awọn igbiyanju akọkọ ti ṣe afọju ati pa ọpọlọpọ awọn onimo ijinle sayensi. Awọn eniyan wọnyi ni a mọ ni "martyrs of fluoride".

Ṣiṣe ati ṣiṣiṣe

Níkẹyìn, ní ọdún 1886, Henri Moissan, oníṣèṣè French kan ti ṣe aṣeyọyọsí ninu isolara fluorine nipasẹ imọ-ẹrọ ti adalu ti fluorides molten potassium ati hydrofluoric acid. Fun eyi a fun un ni ẹri Nobel ni 1906 ni aaye kemistri. Awọn ọna itanna eleyii n tẹsiwaju lati lo loni fun iṣelọpọ ise ti nkan yii.

Isejade akọkọ ti iwọn-awọ fluoride bẹrẹ lakoko Ogun Agbaye Keji. O nilo fun ọkan ninu awọn ipele ti awọn ẹda ti bombu atomiki ni ilana ti Manhattan ise agbese. Fluorine ti lo fun producing kẹmika hexafluoride (UF ₆₎ eyi ti, ni Tan, ti a lo fun sọtọ lati kọọkan miiran meji isotopes ²³⁵ U ati ²³⁸ U. Today ni were to UF ₆ ni ti a beere lati gba idarato kẹmika fun iparun agbara.

Awọn agbegbe pataki julọ ti fluoride

Ninu tabili igbasilẹ, ẹri naa wa ni apa oke ẹgbẹ 17 (ẹgbẹ atijọ 7A), ti a npe ni halogen. Awọn halogens miiran pẹlu chlorine, bromine, iodine ati astatine. Ni afikun, F jẹ ni akoko keji laarin oxygen ati neon.

Pure fluoro - a daa gaasi (kemikali agbekalẹ F ₂₎ pẹlu kan ti iwa pungent wònyí eyi ti o ti ri fun ni kan fojusi ti 20 NL fun lita. Gẹgẹbi awọn ifarahan julọ ati eleyii ti awọn eroja gbogbo, o ni rọọrun fọọmu pẹlu ọpọlọpọ ninu wọn. Fluorine jẹ aṣeyọṣe pupọ lati wa ninu awọn ipele ti ile-iwe ati pe o ni irufẹ aifọwọyi pẹlu ọpọlọpọ awọn ohun elo, pẹlu ohun alumọni, ti a ko le ṣe sisun tabi ti o fipamọ sinu awọn apo gilasi. Ni afẹfẹ tutu, o n ṣaapọ pẹlu omi, o nmu acid hydrofluoric kan to lewu.

Fluorine, ṣiṣe pẹlu hydrogen, nfa paapaa ni awọn iwọn kekere ati ni okunkun. O ṣe atunṣe ni agbara pẹlu omi, lara acid hydrofluoric ati oxygen gaseous. Awọn ohun elo miiran, pẹlu awọn ohun elo ti a pin ati gilasi, sun ninu omi ti gaasi ti o ni imọlẹ pẹlu ina. Ni afikun, awọn orisun ero kemikali yii npọ mọ pẹlu krypton gases, xenon ati radon. Sibẹsibẹ, o ko dahun taara pẹlu nitrogen ati atẹgun.

Pelu awọn iṣẹ-ṣiṣe ti fluoride, awọn ọna ti iṣeduro ati iṣowo rẹ ti wa ni oni. A le fi awọn ohun elo naa pamọ sinu awọn apoti ti a ṣe ti irin tabi monel (alloy ọlọrọ ọlọrọ), niwon a ti ṣẹda awọn fluorides lori oju awọn ohun elo wọnyi, eyiti o dẹkun ilọsiwaju siwaju sii.

Fluorides jẹ awọn oludoti ninu eyiti irun fluorine wa bayi bi idibajẹ ti a ko ni idiwọ (F-) ni apapo pẹlu awọn idija ti a daadaa. Awọn agbo-iṣẹ ti fluorine pẹlu awọn irin jẹ ọkan ninu awọn iyọ ti o dapọ julọ. Nigbati a ba tuka ninu omi, a pin wọn si awọn ions. Miiran iwa ti fluorine wa ni ile itaja, e.g., [FeF _4] ^-, ati H ₂ F ^+.

Isotopes

Nibẹ ni a ọpọ ti isotopes ti halogen, lati ¹⁴ F ki o si fi opin si pẹlu ³¹ F. Ṣugbọn fluorine isotope tiwqn marundinlogun nikan ni ọkan ninu wọn, ¹⁹ F, eyi ti o ni 10 neutroni, ki bi ni kete bi o ti jẹ idurosinsin. Awọn ohun ipanilara isotope ¹⁸ F - kan niyelori orisun ti positrons.

Ipalara ti ibi

Fluoride ninu ara ni o wa ni egungun ati eyin ni awọn ions. Fluoridation ti omi mimu ni idaniloju ti kere ju apakan kan fun milionu bii dinku dinku ikolu ti awọn caries - ni ibamu si Igbimọ Iwadi Nkan ti Ile ẹkọ Ile-ẹkọ giga ti Ilu-Ile. Ni ida keji, iṣeduro pupọ ti fluoride le yorisi fluorosis, eyi ti o fi ara han ara rẹ ni iho ti awọn eyin. A ṣe akiyesi ipa yii ni awọn agbegbe nibiti akoonu ti iṣiro kemikali yii ninu omi mimu kọja idojukọ ti 10 ppm.

Fọọmu fluoride ati awọn iyọ fluoride jẹ majele ti o yẹ ki o le ṣe itọju pẹlu abojuto nla. Kan si awọ-ara tabi oju yẹ ki o yee. Ifunkan pẹlu awọ ara yoo fun wa ni hydrofluoric acid, eyiti o yarayara sinu awọn egungun ti o si ṣe atunṣe pẹlu kalisiomu ninu egungun, ti o ba wọn jẹ lailai.

Fluoride ni ayika

Ṣiṣẹpọ aye agbaye lododun ti nkan ti o wa ni erupẹ fluorite jẹ eyiti o to to milionu tonnu, ati pe gbogbo agbara awọn ohun idogo ti a ṣawari ni laarin awọn ọgọrun mejila. Awọn agbegbe iwakusa pataki fun nkan ti o wa ni erupẹ ni Mexico, China ati Western Europe.

Ni iseda, a ri fluoride ninu erupẹ ilẹ, nibiti a le rii ni apata, iyọ ati amọ. Fluorides ṣubu sinu afẹfẹ pẹlu afẹfẹ afẹfẹ ti awọn hu. Fluorine jẹ ẹya kemikali 13th ti o wọpọ julọ ninu erupẹ ilẹ - akoonu rẹ jẹ 950 ppm. Ni awọn ilẹ, awọn iṣeduro ti o wa ni iwọn 330 ppm. Agbara afẹfẹ fluoride le tu silẹ sinu afẹfẹ gẹgẹbi abajade ti awọn ilana iṣiro ni ile-iṣẹ. Fluorides ti o wa ni afẹfẹ bajẹ ṣubu si ilẹ tabi sinu omi. Nigbati fluorine fọọmu mimu pẹlu awọn patikulu kekere, o le wa ni afẹfẹ fun igba pipẹ.

Ni afẹfẹ, awọn oṣuwọn bilionu 0.6 ti ẹya eleyi ti o wa ni iru fọọmu iyọ ati awọn agbo-ara chlorini. Ni awọn ilu ilu, ifọkansi naa de 50 awọn ẹya fun bilionu.

Awọn isopọ

Fluorine jẹ ẹya kemikali ti o ni orisirisi awọn agbo-ara ati awọn ti ko ni ti ara korira. Awọn oniyọnu le rọpo wọn pẹlu awọn atẹgun hydrogen, nitorina ṣiṣe awọn ohun elo titun. Awọn orisirisi apẹrẹ ti halogen ti o ga julọ pẹlu awọn gaasi ọlọla. Ni ọdun 1962, Neil Bartlett ṣe apejuwe xenon hexafluoroplatinate (XePtF6). Fluorides ti krypton ati radon ni wọn tun gba. Omiiran miiran ni arun fluoride argon, eyiti o jẹ idurosinsin nikan ni awọn iwọn kekere ti o kere julọ.

Awọn Ohun elo Iṣẹ

Ni atomiki ati ipo alakoso, a nlo fluorine fun itọlẹ plasma ni sisẹ awọn semiconductors, awọn ifihan gbangba ati awọn ọna ẹrọ microelectromechanical. A lo Hydrofluoric acid fun ṣiṣan gilasi ni awọn atupa ati awọn ọja miiran.

Pẹlú pẹlu diẹ ninu awọn agbo-ogun rẹ, fluoride jẹ ẹya pataki ti iṣelọpọ awọn onisegun, agrochemicals, fuel and lubricants and textiles. Abajade kemikali jẹ pataki fun sisẹ alkanes ti halogenated (halons), eyiti, lapapọ, ni a lo ni lilo ni iṣelọpọ air ati awọn ọna itura. Nigbamii, a ko lo iru lilo awọn chlorofluorocarbons, bi wọn ṣe ti ṣe alabapin si iparun ti Layer Layer ni bugbamu ti o ga julọ.

Hexafluoride Sulfur jẹ ẹya inert pupọ, ti kii ṣe eefin ti o niiṣe pẹlu awọn nkan ti o fa ipa ti eefin kan. Lai fluorine soro lati manufacture pilasitik pẹlu kan kekere olùsọdipúpọ ti ija edekoyede, gẹgẹ bi awọn Teflon. Ọpọlọpọ awọn anesthetics (fun apere, sevoflurane, desflurane ati isoflurane) jẹ awọn itọsẹ ti hydrofluorocarbons. Iṣupọ iṣuu soda (cryolite) ti a lo ninu imọ-ẹrọ ti aluminiomu.

Awọn agbo-ọmọ Fluorine, pẹlu NaF, ni a lo ninu epo-oyinbo lati ṣe idena awọn nkan. Awọn opo wọnyi ni a fi kun si awọn ipese omi ipese omi fun fifun omi, ṣugbọn nitori awọn ipa ilera, iwa yii jẹ ariyanjiyan. Ni awọn ifọkansi to gaju, a lo NaFii bi idinku kokoro, paapa fun iṣakoso awọn apọn.

Ni awọn ti o ti kọja, fluorides lo lati din irin yo otutu ati ores, ati jijẹ wọn ikore. Fluorine jẹ ẹya pataki ti iṣelọpọ ti hexafluoride uranium, eyiti o lo lati ya awọn isotopes rẹ. ¹⁸ F, awọn ohun ipanilara isotope pẹlu kan idaji aye ti 110 iṣẹju, ipele positrons si ti wa ni igba ti a lo ninu egbogi positron njade lara tomography.

Awọn ohun-elo ti ara ti fluorine

Awọn abuda ipilẹ ti awọn nkan kemikali ni bi:

• Iwọn atomiki jẹ 18,9984032 g / mol.
• Awọn ẹrọ itanna iṣeto ni ti 1s 2s ^{2 2 5} _2p.
• Igbesẹ ti iṣelọpọ -1.
• Awọn iwuwo jẹ 1.7 g / l.
• Isọ fifọ 53.53 K.
• Aaye ojutu jẹ 85.03 K.
• Ooru ooru kan ni 31.34 J / (K · mol).