Фтор – химиялык элемент (символ F, атомдук номери 9), галогендер тобуна кирген металл эмес. Бул эң активдүү жана электр терс зат. Кадимки температурада жана басымда фтор молекуласы F2 формуласы бар ачык сары уулуу газ болуп саналат. Башка галогениддер сыяктуу эле, молекулярдык фтор да өтө коркунучтуу жана териге тийгенде катуу химиялык күйүккө алып келет.
Колдонуу
Фтор жана анын бирикмелери, анын ичинде фармацевтика, агрохимикат, күйүүчү-майлоочу майлар жана текстиль өндүрүшүндө кеңири колдонулат. Фторид кислотасы айнекти өңдүрүү үчүн, фтор плазмасы жарым өткөргүчтөрдү жана башка материалдарды алуу үчүн колдонулат. Тиш пастасында жана ичүүчү сууда F иондорунун төмөн концентрациясы тиш кариесинин алдын алууга жардам берет, ал эми кээ бир инсектициддерде жогору концентрациялары кездешет. Көптөгөн жалпы анестетиктер hydrofluorocarbon туундулары болуп саналат. 18F изотопу медициналык изилдөө үчүн позитрондордун булагы болуп саналат.позитрондук эмиссиялык томография жана уран гексафториди уран изотопторун бөлүп алуу жана атомдук электр станциялары үчүн байытылган уранды өндүрүү үчүн колдонулат.
Ачылуулар таржымалы
Фтор кошулмаларын камтыган минералдар бул химиялык элемент изоляцияланганга чейин көп жылдар мурун белгилүү болгон. Мисалы, кальций фторидинен турган минералдык флюорит (же флюорит) 1530-жылы Джордж Агрикола тарабынан сүрөттөлгөн. Ал аны флюс, металлдын же руданын эрүү температурасын төмөндөтүүгө жана керектүү металлды тазалоого жардам берүүчү зат катары колдонсо болорун байкаган. Ошондуктан фтор өзүнүн латынча аталышын fluere («агым») деген сөздөн алган.
1670-жылы айнек үйлөтүүчү Генрих Шванхард айнекти кислота менен иштетилген кальций фторидинин (фторшпасынын) таасири менен оюп алгандыгын ачкан. Карл Шееле жана андан кийинки көптөгөн изилдөөчүлөр, анын ичинде Хамфри Дэви, Жозеф-Луи Гей-Люссак, Антуан Лавуазье, Луи Тенард фтор кислотасы (HF) менен эксперимент жасашты, аны CaF концентрацияланган күкүрт кислотасы менен дарылоодо оңой алынган.
Акыры HFтин курамында мурда белгисиз элемент бар экени айкын болду. Бирок, анын ашыкча реактивдүүлүгүнөн улам бул затты көп жылдар бою бөлүп алууга мүмкүн болгон эмес. Ал кошулмалардан бөлүү кыйын гана эмес, алардын башка компоненттери менен дароо реакцияга кирет. Фторит кислотасынан элементардык фторду бөлүп алуу өтө коркунучтуу жана алгачкы аракеттер бир нече илимпоздун көзүн сокур кылып, өлтүрүп койгон. Бул адамдар «шейиттер» деп аталып калганфтор."
Ачылыш жана өндүрүш
Акыры, 1886-жылы француз химиги Анри Муассан фторидди эритилген калий фториддери менен фторид кислотасынын аралашмасын электролиздөө жолу менен бөлүп алууга жетишкен. Бул үчүн ага 1906-жылы химия боюнча Нобель сыйлыгы ыйгарылган. Анын электролиттик ыкмасы бүгүнкү күндө бул химиялык элементти өнөр жай өндүрүшүндө колдонууну улантууда.
Фтордун биринчи масштабдуу өндүрүшү Экинчи дүйнөлүк согуш учурунда башталган. Бул Манхэттен долбоорунун алкагында атомдук бомбаны түзүү этаптарынын бири үчүн талап кылынган. Фтор уран гексафториди (UF6) өндүрүү үчүн колдонулган, ал өз кезегинде 235U жанаизотопторун бири-биринен бөлүү үчүн колдонулган. 238U. Бүгүнкү күндө газ түрүндөгү UF6 атомдук энергия үчүн байытылган уранды өндүрүү үчүн керектелет.
Фтордун эң маанилүү касиеттери
Мезгилдик таблицада элемент галоген деп аталган 17-топтун (мурунку 7А тобу) башында турат. Башка галогендерге хлор, бром, йод жана астатин кирет. Мындан тышкары, F кычкылтек менен неондун ортосундагы экинчи мезгилде.
Таза фтор – бул дат газ (химиялык формула F2), бир литр көлөмдө 20 нл концентрациясында табылган мүнөздүү ачуу жыты бар. Бардык элементтердин ичинен эң реактивдүү жана электронегатив болгондуктан, алардын көпчүлүгү менен оңой кошулмаларды түзөт. Фтор өтө реактивдүү жана элементардык формада баркремнийди кошкондо көпчүлүк материалдар менен жакындыгы, аны даярдоого же айнек идиштерде сактоого болбойт. Нымдуу абада ал суу менен реакцияга кирип, бирдей коркунучтуу фтор кислотасын пайда кылат.
Фтор, суутек менен өз ара аракеттенип, төмөн температурада жана караңгыда да жарылат. Ал суу менен катуу реакцияга кирип, фторид кислотасын жана кычкылтек газын пайда кылат. Ар кандай материалдар, анын ичинде майда дисперстүү металлдар жана айнектер, газ түрүндөгү фтордун агымында жаркыраган жалын менен күйөт. Мындан тышкары, бул химиялык элемент асыл газдар криптон, ксенон жана радон менен кошулмаларды түзөт. Бирок ал азот жана кычкылтек менен түз реакцияга кирбейт.
Фтордун өтө активдүүлүгүнө карабастан, аны коопсуз иштетүү жана ташуу ыкмалары азыр жеткиликтүү болуп калды. Элемент болот же монел (никельге бай эритме) идиштерде сакталышы мүмкүн, анткени бул материалдардын бетинде фториддер пайда болуп, андан ары реакцияга жол бербейт.
Фториддер – фтор терс заряддуу ион (F-) катары кээ бир оң заряддуу элементтер менен айкалышта болгон заттар. Металлдар менен фтор бирикмелери эң туруктуу туздардын катарына кирет. Сууда эригенде иондорго бөлүнөт. Фтордун башка формалары комплекстер, мисалы, [FeF4]-, жана H2F+.
Изотоптор
Бул галогендин 14F баштап 31F чейин көптөгөн изотоптору бар. Бирок фтордун изотоптук курамына алардын бирөө гана кирет,19F, курамында 10 нейтрон бар, анткени ал жалгыз туруктуу. 18F радиоактивдүү изотопу позитрондордун баалуу булагы.
Биологиялык таасир
Организмдеги фтор негизинен сөөктөрдө жана тиштерде ион түрүндө болот. Ичүүчү суунун фторидациясы миллионго бирден азыраак концентрацияда кариес оорусун олуттуу түрдө азайтат - АКШнын Улуттук илимдер академиясынын Улуттук изилдөө кеңешинин маалыматы боюнча. Ал эми фториддин ашыкча топтолушу флюорозго алып келиши мүмкүн, ал ала тиштерде пайда болот. Мындай таасир адатта ичүүчү суудагы бул химиялык элементтин концентрациясы 10 промилледен ашкан жерлерде байкалат.
Элементалдык фтор жана фторид туздары уулуу жана өтө этияттык менен колдонуу керек. Териге же көзгө тийүүдөн этияттык менен сактануу керек. Тери менен болгон реакция ткандарга тез кирип, сөөктөрдөгү кальций менен реакцияга кирип, аларды биротоло бузуп, фтор кислотасын пайда кылат.
Экологиялык фтор
Дүйнөлүк флюорит минералынын жылдык өндүрүшү болжол менен 4 миллион тоннаны түзөт, ал эми чалгындалган кендердин жалпы кубаттуулугу 120 миллион тоннанын чегинде. Бул минералды казып алуунун негизги аймактары Мексика, Кытай жана Батыш Европа болуп саналат.
Фтор табиятта жер кыртышында кездешет, ал жерде тоо тектерде, көмүрдө жана чоподо кездешет. Фториддер топурактын шамал эрозиясы менен абага бөлүнүп чыгат. Фтор жер кыртышында 13-болгон химиялык элемент - анын мазмуну950 промиллеге барабар. Топурактарда анын орточо концентрациясы 330 промиллеге жакын. Фториди суутек өнөр жайлык күйүү процесстеринин натыйжасында абага чыгышы мүмкүн. Абадагы фториддер жерге же сууга түшүп калат. Фтор өтө майда бөлүкчөлөр менен байланышса, ал абада узак убакытка кала берет.
Атмосферада бул химиялык элементтин 0,6 миллиарддан бир бөлүгү туздуу туман жана органикалык хлор кошулмалары түрүндө болот. Шаар жерлеринде концентрация миллиардына 50 бөлүккө жетет.
Байланыштар
Фтор – органикалык жана органикалык эмес бирикмелердин кеңири спектрин түзгөн химиялык элемент. Химиктер аны менен суутек атомдорун алмаштырып, көптөгөн жаңы заттарды түзө алышат. Жогорку реактивдүү галоген асыл газдар менен кошулмаларды түзөт. 1962-жылы Нил Бартлетт ксенон гексафтороплатинатын (XePtF6) синтездеген. Криптон жана радон фториддери да алынган. Дагы бир кошулма - аргон фторгидрид, ал өтө төмөн температурада гана туруктуу.
Өнөр жай колдонмолору
Атомдук жана молекулярдык абалында фтор жарым өткөргүчтөрдү, жалпак панелдик дисплейлерди жана микроэлектромеханикалык системаларды өндүрүүдө плазманы иштетүү үчүн колдонулат. Флуорит кислотасы лампаларга жана башка буюмдарга айнек түшүрүү үчүн колдонулат.
Айрым кошулмалар менен катар фтор фармацевтика, агрохимикат, күйүүчү жана майлоочу майларды өндүрүүдө маанилүү компонент болуп саналат.материалдар жана текстиль. Химиялык элемент галогендүү алкандарды (галондорду) алуу үчүн керектелет, алар өз кезегинде кондиционер жана муздаткыч системаларында кеңири колдонулган. Кийинчерээк хлорфтор көмүртектерин мындай колдонууга тыюу салынган, анткени алар атмосферанын жогорку катмарындагы озон катмарынын бузулушуна салым кошот.
Күкүрт гексафториди - бул өтө инерттүү, уулуу эмес, парник газы катары классификацияланган газ. Фторсуз тефлон сыяктуу аз сүрүлүүчү пластмассаларды өндүрүү мүмкүн эмес. Көптөгөн анестетиктер (мисалы, севофлуран, десфлуран жана изофлуран) CFC туундулары болуп саналат. Натрий гексафтороалюминат (криолит) алюминий электролизинде колдонулат.
Фториддик кошулмалар, анын ичинде NaF тиш пасталарында тиштин чиришин алдын алуу үчүн колдонулат. Бул заттар сууну фторидациялоону камсыз кылуу үчүн муниципалдык суу менен камсыздоого кошулат, бирок бул практика адамдын ден соолугуна тийгизген таасиринен улам талаштуу деп эсептелет. Жогорку концентрацияда NaF инсектицид катары колдонулат, өзгөчө таракандарга каршы күрөшүү үчүн.
Мурда фториддер металлдардын жана рудалардын эрүү температурасын төмөндөтүү жана алардын суюктугун жогорулатуу үчүн колдонулган. Фтор уран гексафторидин өндүрүүдө маанилүү компонент болуп саналат, ал анын изотопторун бөлүп алуу үчүн колдонулат. 18F, жарым ажыроо мезгили 110 мүнөттүк радиоактивдүү изотоп, позитрондорду чыгарат жана көбүнчө медициналык позитрондук эмиссиялык томографияда колдонулат.
Фтордун физикалык касиеттери
Негизги мүнөздөмөлөртөмөнкүдөй химиялык элемент:
- Атомдук масса 18,9984032 г/моль.
- Электрондук конфигурация 1s22s22p5.
- кычкылдануу абалы -1.
- Тыгыздыгы 1,7 г/л.
- Эрүү температурасы 53,53 K.
- Кайнуу чекити 85,03 К.
- Жылуулук сыйымдуулугу 31,34 Дж/(К моль).
