Fluor: valence, chemické vlastnosti, vlastnosti
Kde je fluorid v periodické tabulce? Míra tohoto prvku je jedna, proto je typickým zástupcem sedmé skupiny hlavní podskupiny. Dáváme stručný popis tohoto nekovového materiálu, identifikujeme jeho základní fyzikální a chemické vlastnosti.
Stránky historie
Zvažte strukturu atomu fluoru, nejprve se však zaměříme na historii jeho objevu. Na začátku šestnáctého století popsal minerál, který obsahoval fluorid, německý lékař a mineralogista Gregory Agricola. Valence prvku nebyla dosud známa, takže bylo obtížné předvídat jeho základní vlastnosti.
Na konci osmnáctého století se švédský chemik Karl Scheele podařilo syntetizovat fluorovodíkovou sloučeninu ve skleněné nádobě s koncentrovanou kyselinou sírovou a fluoridem. Látka získaná vědcem nereagovala s kovy, a tak Scheele dospěl k závěru, že existuje malá chemická aktivita kyseliny fluorovodíkové.
Ve své bezvodé formě byla získána teprve počátkem devatenáctého století, ale nikdo nebyl schopen izolovat čistý fluor ze sloučeniny. Valence tohoto nekovu je už dávno tajemstvím chemiků.
Teprve v roce 1886 se Moissanu podařilo elektrolýzou vodného roztoku hydrofluoridu vápenatého izolovat čistý fluor. Neurčil nekovovou valenci, ale za svůj výzkum získal Nobelovu cenu za chemii (1906).
Vzhledem k toxickým vlastnostem zjištěným v tomto chemickém prvku byla jeho studie poměrně dlouhá. Teprve po druhé světové válce začal fluor přijímat průmyslovým zpracováním fluoridu.
Být v přírodě
Molekula fluoru se v přírodě nenachází v čisté formě. Z nejběžnějších sloučenin fluoru je třeba poznamenat kazivě. Je to fluorit, který byl používán jako čisticí složka v metalurgické výrobě po několik staletí. Vědci byli schopni zjistit, že minerál používaný k zvýraznění fluoru, má vlastnost fluorescence, tj. Schopnost dodat modré barvy s dodatečným osvětlením.
Vzorec fluoru byl stanoven mnohem později, důvodem byla jeho nepatrná prevalence v kůře (ne více než 0,065 procenta). Topaz, kryolit a lepidolit lze považovat za hlavní sloučeniny.
Vlastnosti nemovitosti
Tato nekovová za normálních podmínek je světle žlutý plyn s dráždivým zápachem. Vdechování fluoridu je pro člověka nebezpečné, takže tak dlouho neexistují spolehlivé informace o fyzikálních vlastnostech tohoto halogenu. V průběhu výzkumu byl identifikován jeden stabilní izotop tohoto prvku, který má formu fluoru-19. Specifická struktura atomu fluoru vysvětluje jeho schopnost umístit stabilní komplexy kolem atomu. Byly identifikovány například hexafluorokřemičitany a hexafluoralumináty, přičemž fluor vykazuje své silné oxidační vlastnosti.
Žádný jiný nekovový materiál, který se nachází v periodické tabulce, nemá takovou schopnost vytvářet anionty. Z tohoto důvodu se fluor v přírodě nenachází v čisté formě. Teprve koncem dvacátého století se americký chemik Carl Crist podařilo získat fluor. Za tímto účelem strávil elektrolýzu roztoku pentafluoridu antimonu.
Chemické vlastnosti fluoru jsou založeny na jeho schopnosti připojit elektron od ostatních prvků. Se sedmi valenčních elektronů na vnější úrovni vykazuje oxidační stav -1.
Základní chemické vlastnosti fluoru lze vysvětlit zvláštnostmi struktury jeho atomu. Tento prvek nemá žádné volné d-orbitály, jako je chlor, takže kladné hodnoty pro ně nejsou charakteristické. oxidačních stavů.
Vzhledem k vysoké oxidační schopnosti tohoto prvku vytváří sloučeniny neobvyklé pro jiné halogenidy: fluorid kobaltu, difluorid stříbrný, rhenium heptafluorid, heptafluorid jodu. 
Typické sloučeniny
Většina fluoru je ve formě různých sloučenin praktického významu. Například fluorokarbonové oleje se považují za optimální mazadla. Fluór snadno reaguje s dřevem, gumou, textiliemi, která se objevila při fluoraci organických látek. Je důležité přijmout opatření, aby nedošlo k pocitu toxických účinků tohoto prvku.
Výroba
Výroba fluoru je založena na zpracování kazivce. Výroba fluorovodíku je doprovázena destilací práškového fluoritu koncentrovaným kyselina sírová. Tento proces se provádí v litinovém nebo olověném zařízení. Po destilaci se vytváří síran vápenatý, který není schopen rozpustit v fluorovodíku. Získání HF za použití frakční destilace v ocelových nebo měděných nádobách. Fluorovodík je skladován v ocelových nádržích.
Jako hlavní nečistoty obsažené v této sloučenině se uvádí kyselina sírová, síra a kyselina fluorovodíková. Jsou tvořeny kvůli přítomnosti křemene v kazivce. Aby se z reakční směsi odstranily stopy vlhkosti, elektrolýza se provádí na platinových elektrodách. Hotový fluoridový vzorec je skladován silná kyselina Lewis je schopen tvořit soli.
HF poptávka
Fluorovodík je požadován při výrobě různých organických a anorganických sloučenin fluoru. Například s pomocí je vytvořen Na3AlF6, který se používá jako elektrolyt při tavení hliníku. Kyselina fluorovodíková, která je roztokem kyseliny fluorovodíkové, je potřebná ve velkém množství pro čištění a leštění kovů. To dává sklo matné barvy, je nutné pro leptání.
Čistý fluor může být umístěn do ocelového válce pod tlakem, pouze pokud na ventilech nejsou žádné organické látky.
Fluoridy
Uvažovaný chemický prvek se používá při výrobě různých fluoridů, například fluoridu kobaltu a fluoridu sírového. Tyto sloučeniny jsou nárokovány jako fluorační činidla organických látek. Jako dielektrický plyn byl použit fluorid sírový.
Elementární fluor, smíchaný s dusíkem, může reagovat s uhlovodíky. Jako reakční produkt se vytvoří určitý fluorovaný uhlovodík, kde je vodík zcela nebo částečně nahrazen halogenem. Výsledné sloučeniny jsou charakterizovány vysokou stabilitou, vynikajícím elektrickým odporem a chemickou inertností.
Fluoridační vlastnosti
Tento postup může být proveden zpracováním organické sloučeniny s trifluoridem kobaltu, jakož i elektrolýzou jeho vodného roztoku. Teflon, známý ruským hosteskám, je v chemii znám jako polytetrafluorethylen, získaný halogenací nenasycených uhlovodíků.
U klimatizátorů a chladniček používejte speciální chladivo (dichlordifen). Vzhledem k tomu, že tyto činidla měly negativní vliv na atmosféru, přispěly k vyčerpání ozonová vrstva, jejich výroba byla postupně omezená. V současné době jsou nahrazeny chladivy, které obsahují fluorované uhlovodíky.
Závěr
Fluor má nejsilnější oxidační vlastnosti všech členů halogenové podskupiny. Má malý poloměr atomu, což znamená, že je mnohem snazší přijímat jeden elektron, proto fluorid se používá k výrobě fluoridů.
Například hexafluorid uranu se používá při procesu plynové difúze při extrakci 235 uranu z 238, což je typické pro výrobu jaderného paliva. Fluorid boritý a fluorovodík se vyrábějí ve velkých objemech, neboť tyto složky jsou vynikajícími katalyzátory pro alkylaci, jsou žádoucí při výrobě organických sloučenin. Například, když se fluorid sodný přidává do pitné vody, může se snížit incidence kazu.
V současnosti je obzvláště důležité využívat fluorid v zemědělství a ve farmaceutickém průmyslu. Například při kvantitativním srážení fluoridu vápenatého a jeho následném zpracování kyselinou octovou může být obsah tohoto prvku vypočítán a získané výsledky mohou být použity pro kvantitativní analýzu.
Díky moderním metodám kvality a kvantitativní analýza široce používaný v analytické chemii, bylo možné použít různé sloučeniny fluoru. Tento zástupce halogenové podskupiny je jedním z nejvyhledávanějších prvků v organické a anorganické chemii.