Kemikal nga elemento Fluoro: Valence kabtangan kinaiya

Fluorine (F) - ang labing sumbalik kemikal nga elemento ug pinakasayon nga halogen grupo 17 (VIIa) sa matag lamesa. Kini nga fluorine kinaiya tungod sa iyang abilidad sa pagdani electron (ang labing electronegative elemento) ug ang gamay nga gidak-on sa iyang mga atomo.

Kasaysayan sa pagdiskobre

Ang fluorine-nga adunay mineral fluorspar nga gihulagway sa 1529 pinaagi sa German nga doktor ug mineralogist Georgiem Agrikoloy. Kini mao ang lagmit nga hydrofluoric acid unang nakuha sa wala mailhi nga Iningles glassmaker 1720 GA 1771 sa sa Swedish chemist Carl Wilhelm Scheele nakuha krudo hydrofluoric acid sa ilalum sa pagpainit fluorspar sa tingub sulfuric acid sa usa ka baso tubag, nga kadaghanan gidaot sa ilalum sa mga aksyon sa mga resulta nga produkto . Busa, sa sunod-sunod nga eksperimento, mga sudlanan nga hinimo sa metal. Dul-an sa anhydrous acid nga nakuha sa 1809 ka tuig, duha ka tuig sa ulahi sa French physicist André-Marie ampere nagtuo nga kini nga hydrogen compound uban sa usa ka wala mailhi nga elemento, susama klorin, nga kini gisugyot sa ngalan gikan sa Gregong Fluoro φθόριος, «pagbungkag». Fluorspar mibalik calcium fluoride.

Fluoride pagpagawas mao ang usa sa mga mayor nga wala masulbad nga mga problema sa organikong chemistry hangtod sa 1886, sa diha nga sa French chemist Anri Muassan mao ang elemento pinaagi sa electrolysis sa solusyon sa potassium hydrofluoride sa hydrogen fluoride. Kay kini sa 1906, siya nakadawat sa Nobel Prize. Ang kalisod sa pagpakig-angot sa niini nga elemento ug sa makahilo nga mga kabtangan miamot fluorine mahinay nga pag-uswag sa sa kapatagan sa chemistry sa niini nga elemento. Up hangtud nga ang Ikaduhang Gubat sa Kalibutan siya usa ka laboratory pagkamausisaon. Unya, bisan pa niana, ang paggamit sa uranium hexafluoride sa panagbulag sa uranium isotopes, uban sa usa ka usbaw sa komersyal nga organic compounds sa elemento, nga naghimo niini nga usa ka kemikal nga nagadala mahinungdanon nga benepisyo.

prevalence

Ang fluorine-nga adunay fluorspar (fluorspar, CAF ₂₎ sa daghang siglo nga gigamit ingon nga usa ka ginapangagian (paghinlo ahente) sa pagtunaw sa metal sa proseso. Mineral sa ulahi napamatud-an nga usa ka tinubdan sa usa ka elemento, nga ginganlan usab Fluor. Walay kolor transparent fluorite kristal ubos sa kahayag sa usa ka bluish tint. kabtangan Kini nailhan nga flourescense.

Fluoro - usa ka elemento nga mahitabo diha sa kinaiyahan lamang sa dagway sa iyang mga compounds, gawas sa gamay kaayo nga kantidad sa libre nga elemento sa fluorspar, Radium abong sa radiation. Ang sulod sa mga elemento sa taklap sa Yuta mao ang mahitungod sa 0,065%. Ang nag-unang mga fluoride minerales mga fluorspar, cryolite (Nah ₃ Alf _6), fluorapatite (Aw ₅ [PO _{4] 3} [F, CL]), topacio (Al ₂ Sio ₄ [F, OH] ₂₎ ug lepidolite.

Sa pisikal ug kemikal nga kabtangan sa fluorine

Sa lawak temperatura, fluorine gas mao ang usa ka maluspad yellow uban sa usa ka katol nga baho. Inhalation sa iyang peligroso. Sa makapabugnaw kini nahimong usa ka yellow nga liquid. Adunay usa lamang ka lig-on isotope sa kemikal nga elemento - Fluoro-19.

Ang unang ionization enerhiya sa halogen kaayo taas nga (402 kcal / mol), nga mao ang usa ka sumbanan nga kainit edukasyon formation F ⁺ 420 kcal / mol.

Ang gamay nga gidak-on sa nga elemento sa atomo maka-accommodate sa ilang medyo dako nga kantidad sa palibot sa sentro nga atomo sa pagporma sa usa ka dinaghan nga mga lig-on nga mga dinugtongdugtong, alang sa panig-ingnan, hexafluorosilicate (SIF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata ug (Alf ₆₎ ^3-. Fluoro - usa ka elemento nga adunay lig-on nga makasulod ang oksiheno kabtangan. Walay laing bahandi dili oxidized fluoride anion, kini turns ngadto sa usa ka libre nga elemento, ug tungod niini ang mga butang dili sa usa ka libre nga kahimtang sa kinaiyahan. Kini nga kinaiya sa fluorine alang sa labaw pa kay sa 150 ka tuig ang panuigon sa wala gitugotan sa pagkuha niini sa bisan unsa nga pamaagi nga kemikal. Kini mao ang posible nga lamang pinaagi sa paggamit sa electrolysis. Bisan pa niana, sa 1986 ang American chemist nga si Karl Krayst miingon mahitungod sa unang "kemikal" pagkuha fluoride. gigamit niya K ₂ MnF _6, ug matahum nga mga bulok pentafluoride (SbF _5), nga mahimo nga nakuha gikan sa HF solusyon.

Fluoro: sa Valence ug oxidation estado

Ang gawas nga kabhang naglakip sa usa ka unpaired electron halogens. Mao nga ang Valence sa fluorine sa mga compounds mao nga sama sa sa usa ka. Apan, VIIa grupo elemento atomo mahimo sa pagdugang sa gidaghanon sa mga electron sa valency sa 7. Maximum fluorine ug oxidation sa estado sa iyang katumbas sa -1. Elemento mao ang dili makahimo sa pag-extend sa iyang Valence kabhang, tungod kay kini atomo offline d-orbito. Ang ubang mga halogen-free pasalamat ngadto sa iyang atubangan mahimo nga usa ka Valence sa sa ngadto sa 7.

Hataas oxidation kapasidad elemento nagtugot sa pagkab-ot sa labing taas nga ang posible nga oxidation kahimtang sa ubang mga elemento. Fluoro (Valence ko) mahimong pagporma sa usa ka compound, nga wala anaa ni sa bisan unsa nga lain nga mga halide: difluoride salapi (AgF _2), cobalt trifluoride (Cof ₃₎ heptafluoride rhenium (ref ₇₎ pentafluoride bromine (BrF ₅₎ ug yodo heptafluoride (KUNG _7).

koneksyon

Pormula fluorine (F ₂₎ nga gilangkuban sa duha ka atomo sa usa ka elemento. Siya mahimo nga mosulod ngadto sa koneksyon uban sa tanan nga uban nga mga elemento gawas sa helium ug neon, sa pagporma ionic o covalent fluoride. Ang ubang mga metal sama sa nickel, paspas gitabonan sa usa ka layer sa halogen, pagpugong sa dugang pa nga komunikasyon uban sa metal nga elemento. Ang ubang mga uga nga mga metal sama sa malumo asero, tumbaga, aluminum, o Monel (nickel 66% ug 31.5% tumbaga subong) dili reaksiyon sa ordinaryong mga temperatura sa uban sa fluorine. Sa pagtrabaho uban sa mga elemento sa temperatura ngadto sa 600 ° C mao ang angay monel; Sintered alumina mao ang lig-on sa 700 ° C.

Fluorocarbon mga lana mao ang labing angay Lubricants. Nga elemento reaksiyon sa hilabihan uban sa organic nga mga materyales (pananglitan, goma, sa kahoy ug panapton) sa ingon kontrolado fluorination sa organic compounds bata nga pagtolon fluorine lamang sa mahimo sa diha nga ang pagkuha espesyal nga mga panagana.

produksyon

Fluorspar mao ang nag-unang tinubdan sa fluoride. Sa sa produksyon sa hydrogen fluoride (HF) ang distilled gikan sa powdered fluorspar sa tingub sulfuric acid sa usa ka lead nga unit o isalikway puthaw. Atol sa distillation umol calcium sulfate (CaSO _4), mao ang insoluble sa HF. Ang hydrogen fluoride mao nga nakuha sa igo anhydrous kahimtang pinaagi sa fractional distillation sa tumbaga o puthaw nga mga sudlanan, ug gitipigan sa asero silindro. Komon nga mga hugaw sa komersyal nga hydrogen fluoride mga asupre ug sulfuric acid ug fluorosilicic acid (H ₂ SIF ₆₎ nag-umol tungod sa presensya sa silica sa fluorspar. Timailhan sa umog mahimong gikuha sa electrolysis sa paggamit sa platinum electrodes pinaagi sa pagtambal sa mga bata nga pagtolon-fluorine, o pagtago sa usa ka mas lig-on Lewis acid (MF _5, diin M - metal) nga maporma salts (H ₃ Oh) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ Oh + SbF ₅ + HF → (H ₃ Oh) ⁺ (SbF ₆₎ ^-.

Ang hydrogen fluoride nga gigamit sa pag-andam sa usa ka matang sa industriyal nga organic ug organikong fluorine compounds, pananglitan, natriyftoridalyuminiya (Nah ₃ Alf ₆₎ gigamit ingon nga ang mga electrolyte sa tunawanang sa aluminum metal. Usa ka solusyon sa hydrogen fluoride gas sa tubig miingon sa hydrofluoric acid, usa ka dako nga kantidad sa metal nga gigamit alang sa paghinlo ug sa pasinawon bildo o sa paghatag alisngaw sa iyang etching.

Pagpangandam sa cell free pinaagi sa paggamit electrolytic pamaagi sa wala sa tubig. Kasagaran sila sa dagway sa potassium fluoride matunaw electrolysis sa hydrogen fluoride (sa ratio sa 2.5-5 sa 1) sa temperatura sa 30-70, 80-120 o 250 ° C. Atol sa proseso sa mga sulod hydrogen fluoride sa pagkunhod electrolyte ug sa nagkahilis nga punto salta. Busa, kini mao ang gikinahanglan nga sa iyang Dugang pa nahitabo padayon. Sa taas nga temperatura electrolyte lawak ang gipulihan sa diha nga ang temperatura milapas 300 ° C. Fluorine mahimong luwas nga gitipigan ubos sa pressure sa usa ka stainless steel silindro, kon ang silindro balbula nga libre sa timailhan sa organic nga mga butang.

sa paggamit sa

Nga elemento gigamit sa pagmugna sa usa ka matang sa fluoride sama sa klorin trifluoride (ClF _3), azufre hexafluoride (SF ₆₎ o cobalt trifluoride (Cof _3). Klorin compounds ug cobalt importante fluorinating ahente sa organic compounds. (Uban sa tukma nga mga panagana direkta fluorine mahimong gamiton alang niini nga katuyoan). Azufre hexafluoride gigamit ingon nga sa usa ka gas dielectric.

Ang bata nga pagtolon fluorine lasaw uban sa nitroheno mao ang kanunay nga reaksiyon sa mga hydrocarbon sa pagporma sa katugbang fluorocarbons sa nga sa usa ka bahin o sa tanan nga ang idroheno gipulihan sa halogen. Ang resulta compounds sa kinatibuk gihulagway pinaagi sa hatag-as nga kalig-on, kemikal inertness, nga hatag-as electrical pagsukol, ingon man usab sa uban pang mga bililhon pisikal ug kemikal nga kabtangan.

Fluorination mahimo usab nga gihimo pinaagi sa pagtambal sa mga organic compounds sa cobalt trifluoride (Cof ₃₎ electrolysis o solusyon niini sa anhydrous hydrogen fluoride. Mapuslanon plastic sa mga kabtangan non-sungkod, sama sa Polytetrafluoroethylene [(CF ₂ CF _{2) x],} nailhan komersyal ingon Teflon, nga gihimo gikan sa unsaturated fluorinated hydrocarbon.

Organic compounds nga adunay sulod nga klorin, bromine o yodo, ang fluorinated sa pagmugna butang sama sa dichlorodifluoromethane (CL ₂ CF ₂₎ refrigerant, nga kaylap nga gigamit sa refrigerator sa panimalay ug sa hangin conditioners. Sukad chlorofluorocarbon, sama sa dichlorodifluoromethane, pagdula sa usa ka aktibo nga papel sa pagkahurot sa ozone layer ug ang ilang produksyon ug paggamit sa gidili, ug karon ang gipalabi refrigerant nga naglangkob sa hydrofluorocarbons.

elemento ang gigamit usab alang sa og uranium hexafluoride (UF ₆₎ nga gigamit sa mga gas pagkatay, pagkanap proseso sa pagbulag uranium-235 gikan sa uranium-238 diha sa paghimo sa mga nukleyar nga gasolina. Hydrogen fluoride ug boron trifluoride (BF ₃₎ og sa usa ka industriya nga scale, kay sila mga maayo nga catalysts alang sa alkylation mga reaksiyon nga gigamit sa pag-andam sa daghan nga mga organic compounds. Sodium plorayd sa kasagaran gidugang ngadto sa pag-inom sa tubig aron sa pagpakunhod sa insidente sa dental caries sa mga anak. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang labing importante nga paggamit sa naangkon fluoride sa pharmaceutical ug agrikultura kaumahan. Selective pagpuli sa fluorine mahinuklugong usab sa biological nga mga kabtangan sa mga butang.

pagtuki sa mga

Kini mao ang lisud nga sa tukma pagtino sa kantidad sa halogen compounds. Free fluoride, nga mao ang katumbas sa sa sa Valence sa 1, kini nga mamatikdan sa oxidation sa mercury Hg + F ₂ → HgF _2, ug sa pagsukod sa mga abut sa gibug-aton sa mercury ug sa gidaghanon kausaban sa gas. Ang nag-unang qualitative pagsulay alang sa presensya sa mga ion sa mga elemento mao ang:

• pagpili sa hydrogen fluoride sa ilalum sa mga aksyon sa sulfuric acid,
• pagtukod sa usa ka precipitate sa calcium plorayd pinaagi sa pagdugang sa calcium chloride solusyon,
• dalag nga kolor tetraoxide solusyon sa titanium (tio ₄₎ ug hydrogen peroxide sa sulfuric acid.

Quantitative pamaagi sa pagtuki:

• ulan sa calcium plorayd sa atubangan sa sodium carbonate ug lamak pagtambal gamit ang acetic acid,
• gibutang lead chlorofluoride pinaagi sa pagdugang sodium chloride ug tingga nitrate,
• titration (determinasyon sa konsentrasyon sa dissolved bahandi) uban sa usa ka solusyon sa thorium nitrate (th [NO _{3] 4)} sa paggamit sa sodium alizarinsulfonate sama sa timailhan: Th (NO _{3) 4} + 4KF ↔ ThF ₄ + 4KNO _3.

Covalently nasuod fluorine (Valence ako), sama sa fluorocarbons sa pag-analisar nga mas komplikado. Kini nagkinahanglan sa usa ka koneksyon uban sa metallic sodium, gisundan sa pagtuki sa F ^- ion sama sa gihulagway sa ibabaw.

elemento kabtangan

Sa katapusan naghalad kami sa pipila ka mga kabtangan sa fluorine:

• Atomic nga gidaghanon: 9.
• Atomic gibug-aton: 18,9984.
• Posible fluorine valency: 1.
• Nagkahilis punto: -219,62 ° C.
• Nagabukal punto: -188 ° C.
• Densidad (1 ATM, 0 ° C): 1.696 g / l.
• Electronic fluorine pormula: 1s 2s ^{2 2 5} _2p.