Kemikali ano fluoro: valence-ini ti iwa

Fluorine (F) - julọ ifaseyin kemikali ano ati ki o rọọrun halogen Ẹgbẹ 17 (VIIa) ti igbakọọkan tabili. Eleyi fluorine ti iwa nitori awọn oniwe-agbara lati fa elekitironi (julọ electronegative ano) ati awọn iwọn kekere ti awọn oniwe-awọn ọta.

Itan ti Awari

Awọn fluorine-ti o ni erupe fluorspar ti a sapejuwe ninu 1529 nipa German ologun ati mineralogist Georgiem Agrikoloy. O jẹ seese wipe hydrofluoric acid a ti akọkọ gba ninu awọn aimọ English glassmaker 1720 GA 1771 ni Swedish chemist Carl Wilhelm Scheele gba robi hydrofluoric acid labẹ alapapo fluorspar pẹlu ogidi imi acid ni gilasi kan retort, eyi ti ibebe corroded labẹ awọn iṣẹ ti awọn Abajade ọja . Nitorina, ni ọwọ adanwo, ohun-elo ti wa ni ṣe ti irin. Fere anhydrous acid a gba ni 1809 odun, odun meji nigbamii ni French physicist André-Marie Ampère ni pe yi hydrogen yellow pẹlu ohun aimọ ano, ikangun chlorine, fun eyi ti o ti wa ni dabaa awọn orukọ lati Giriki fluoro φθόριος, «idalọwọduro». Fluorspar tan kalisiomu fluoride.

Fluoride Tu je ọkan ninu awọn pataki unsolved isoro ti ẹya ara kemistri titi 1886, nigbati awọn French chemist Anri Muassan wà ni ano nipa electrolysis ti ojutu ti potasiomu hydrofluoride ni hydrogen fluoride. Fun o ni 1906, o ti gba Nobel Prize. Awọn isoro ni awọn olugbagbọ pẹlu yi ano ati majele ti-ini contributed fluorine o lọra itesiwaju ni awọn aaye ti kemistri ti yi ano. Up titi ti keji Ogun Agbaye o si wà a yàrá iwariiri. Ki o si, sibẹsibẹ, awọn lilo ti kẹmika hexafluoride ni awọn Iyapa ti kẹmika isotopes, pẹlú pẹlu ilosoke ninu owo Organic orisirisi agbo ti awọn ano, ṣiṣe awọn ti o kan kemikali ti o mu significant anfani.

itankalẹ

Awọn fluorine-ti o ni fluorspar (fluorspar, CAF ₂₎ fun sehin a ti lo bi awọn kan ṣiṣan (ṣiṣe itọju oluranlowo) ni metallurgical lakọkọ. Erupe nigbamii safihan orisun kan ti ohun ano, eyi ti a tun ti a npè ni Fluor. Colorless sihin fluorite kirisita labẹ itanna ni a bluish tint. Ini yi ni mo bi filoresenti.

Fluoro - ohun ano ti o ba waye ninu iseda nikan ni awọn fọọmu ti awọn oniwe-agbo, ayafi fun gan kekere oye ti free ano ni fluorspar, radium fara si Ìtọjú. Awọn akoonu ti awọn ano ni Earth ká erunrun jẹ nipa 0,065%. Awọn ipilẹ fluoride ohun alumọni ni o wa fluorspar, cryolite (Lori ₃ Alf _6), fluorapatite (CA ₅ [PO _{4] 3} [F, CL]), Topaz (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ ati lepidolite.

Ara ati kemikali-ini ti fluorine

Ni yara otutu, fluorine gaasi jẹ a bia ofeefee pẹlu ohun irritating awọn wònyí. Inhalation ti awọn oniwe-lewu. Lori itutu o ti di a ofeefee omi bibajẹ. Nibẹ jẹ nikan kan idurosinsin isotope ti awọn kemikali ano - fluoro-19.

Ni igba akọkọ ti ionization agbara ti awọn halogen jẹ gidigidi ga (402 kcal / mol), eyi ti o jẹ kan boṣewa ooru kasonu Ibiyi F ⁺ 420 kcal / mol.

Awọn iwọn kekere ti awọn ano ti awọn atomu le gba won jo mo tobi iye ni ayika aringbungbun atomu lati fẹlẹfẹlẹ kan ti ọpọ ti idurosinsin itaja, fun apẹẹrẹ, hexafluorosilicate (SiF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata ati (Alf ₆₎ ^3-. Fluoro - ohun ano ti o ni Lágbára oxidizing-ini. Ko si miiran nkan na ti ko ba oxidized fluoride anion, ti o wa sinu kan free ano, ati fun idi eyi awọn ohun kan ni ko ni kan free ipinle ni iseda. Eleyi ti iwa ti fluorine fun diẹ ẹ sii ju 150 ọdun atijọ ti wa ni ko gba ọ laaye lati gba o nipa eyikeyi kemikali ọna. Yi je ṣee ṣe nikan nipasẹ lilo awọn electrolysis. Ṣugbọn, ni 1986 Amerika chemist Karl Krayst si wi nipa awọn akọkọ "kemikali" sunmọ fluoride. O si ti lo K ₂ MnF _6, ki o si antimony pentafluoride (SbF _5), eyi ti o le gba lati ni HF ojutu.

Fluoro: valence ati ifoyina ipinle

Awọn lode ikarahun ni awọn ohun unpaired itanna halogens. Ti o ni idi ti awọn valence ti fluorine ninu awọn agbo jẹ dogba si ọkan. Sibẹsibẹ, VIIa Ẹgbẹ ano awọn ọta le mu awọn nọmba ti elekitironi si valency ti 7. O pọju fluorine ati awọn oniwe-ifoyina ipinle dogba si -1. Ano ni ko ni anfani lati fa awọn oniwe-valence ikarahun, niwon o atomu offline d-ti ohun iyipo. Miiran halogen-free ọpẹ si awọn oniwe-niwaju le jẹ a valence ti soke to 7.

Ga ifoyina agbara ano laaye lati se aseyori ga ṣee ṣe ifoyina ipinle ti miiran eroja. Fluoro (valence ti mo ti) le fẹlẹfẹlẹ kan ti yellow, eyi ti ko ni tẹlẹ tabi ni eyikeyi miiran halide: difluoride fadaka (AgF _2), koluboti trifluoride (Cof ₃₎ heptafluoride rhenium (Ref ₇₎ pentafluoride bromine (BrF ₅₎ ati iodine heptafluoride (ba _7).

awọn isopọ

Agbekalẹ fluorine (F ₂₎ wa ni kq ti awọn meji awọn ọta ti ẹya ano. O le tẹ sinu asopọ pẹlu gbogbo awọn miiran eroja ayafi ategun iliomu ati neon, lati dagba ionic tabi covalent fluorides. Diẹ ninu awọn awọn irin bi nickel, nyara bo nipasẹ kan Layer ti halogen, idilọwọ siwaju ibaraẹnisọrọ pẹlu awọn irin ano. Diẹ ninu awọn gbẹ awọn irin bi ìwọnba, irin, Ejò, aluminiomu, tabi Monel (nickel 66% ki o si 31,5% Ejò alloy) ko fesi ni arinrin otutu pẹlu fluorine. Lati ṣiṣẹ pẹlu awọn ano ni iwọn otutu soke si 600 ° C ni o dara monel; Sintered alumina jẹ idurosinsin soke si 700 ° C.

Fluorocarbon epo ni o wa ti o dara julọ lubricants. Ano reacts agbara pẹlu Organic ohun elo (e.g., roba, igi ati hihun) ki dari fluorination ti Organic agbo ibere fluorine ṣee ṣe nikan nigbati mu pataki ona.

gbóògì

Fluorspar ni akọkọ orisun ti fluoride. Ni isejade ti hydrogen fluoride (HF) ti wa ni distilled lati powdered fluorspar pẹlu ogidi imi acid ni a asiwaju kuro tabi Simẹnti irin. Nigba ti distillation akoso kalisiomu imi-ọjọ (irú _4), ti wa ni insoluble ni HF. Awọn hydrogen fluoride ti wa ni gba ni to anhydrous ipinle nipa ida distillation ni Ejò tabi irin-èlo ti o ti fipamọ ni irin gbọrọ. Wọpọ impurities ni owo hydrogen fluoride ni o wa sulfurous ati imi acid ati fluorosilicic acid (H ₂ SiF ₆₎ akoso nitori niwaju ti yanrin ni fluorspar. Wa ti ọrinrin le wa ni kuro nipa electrolysis lilo Pilatnomu amọna nipa itoju pẹlu ibere fluorine, tabi ni pipese lori kan ni okun Lewis acid (MF _5, ninu eyiti M - irin) eyi ti o le dagba iyọ (H ₃ ìwọ) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ Eyin + SbF ₅ + HF → (H ₃ ìwọ) ⁺ (SbF ₆₎ ^-.

Awọn hydrogen fluoride lo ninu awọn igbaradi ti a orisirisi ti ise Organic ati eto ẹya ara fluorine agbo, e.g., natriyftoridalyuminiya (Lori ₃ Alf ₆₎ ti wa ni oojọ ti bi awọn electrolyte ninu awọn smelting ti aluminiomu irin. A ojutu ti hydrogen fluoride gaasi ninu omi ni wi lati hydrofluoric acid, kan ti o tobi iye ti irin eyi ti o ti lo fun ninu ati fun polishing gilasi tabi imparting haze si awọn oniwe-etching.

Igbaradi ti cell free nipa lilo electrolytic ilana ni awọn isansa ti omi. Maa ti won ba wa ninu awọn fọọmu ti potasiomu fluoride yo electrolysis ti hydrogen fluoride (ni awọn ipin ti 2.5-5 to 1) ni iwọn otutu ti 30-70, 80-120 tabi 250 ° C. Nigba awọn ilana ti hydrogen fluoride akoonu ti ni electrolyte n dinku ati awọn yo ojuami ga soke. Nitorina, o jẹ pataki wipe awọn oniwe-afikun mu ibi continuously. Ni awọn ga otutu electrolyte Iyẹwu ti rọpo nigbati awọn iwọn otutu koja 300 ° C. Fluorine le ti wa ni kuro lailewu ti o ti fipamọ labẹ titẹ ni a alagbara, irin gbọrọ, ti o ba ti silinda àtọwọdá free of wa ti Organic oludoti.

awọn lilo ti

Ano ti lo lati gbe awọn kan orisirisi ti fluoride bi chlorine trifluoride (ClF _3), efin hexafluoride (SF ₆₎ tabi koluboti trifluoride (Cof _3). Chlorine agbo ati koluboti o wa pataki fluorinating òjíṣẹ ti Organic orisirisi agbo ogun. (Pẹlu yẹ ona taara fluorine le ṣee lo fun idi eyi). Efin hexafluoride ti wa ni lo bi awọn kan ni were to aisi-itanna.

Awọn ibere fluorine ti fomi po pẹlu nitrogen ni igba reacts pẹlu hydrocarbons lati dagba awọn ti o baamu fluorocarbons ninu eyi ti a apa tabi gbogbo awọn ti awọn hydrogen ti rọpo pẹlu halogen. Abajade agbo ti wa ni gbogbo characterized nipasẹ ga iduroṣinṣin, kemikali inertness, ina resistance, bi daradara bi miiran niyelori ti ara ati kemikali-ini.

Fluorination le tun ti wa ṣe nipa itoju ti Organic orisirisi agbo ogun ti koluboti trifluoride (Cof ₃₎ electrolysis tabi solusan rẹ ni anhydrous hydrogen fluoride. Wulo pilasitik pẹlu ti kii-stick-ini, bi polytetrafluoroethylene [(CF ₂ CF _{2) x],} mo lopo bi Teflon, produced lati unsaturated fluorinated hydrocarbons.

Organic agbo ti o ni awọn chlorine, bromine tabi iodine, ti wa ni fluorinated lati gbe awọn oludoti bi dichlorodifluoromethane (CL ₂ CF ₂₎ refrigerant, eyi ti o ti gbajumo ni lilo ninu ile refrigerators ati air amúlétutù. Niwon chlorofluorocarbons, gẹgẹ bi awọn dichlorodifluoromethane, mu ohun ti nṣiṣe lọwọ ipa ni awọn idinku ninu awọn osonu Layer ati awọn won isejade ati lilo ti a ihamọ, o si bayi ni fẹ refrigerant ti o ni awọn hydrofluorocarbons.

Ni ano ti wa ni tun lo fun producing kẹmika hexafluoride (UF ₆₎ lo ninu awọn ni were to tan kaakiri ilana ti yiya sọtọ kẹmika-235 lati kẹmika-238 ninu awọn manufacture ti iparun idana. Hydrogen fluoride ati boron trifluoride (BF ₃₎ ti wa ni produced lori ohun ise asekale, niwon ti won wa ni o dara catalysts fun alkylation aati lo lati mura ọpọlọpọ awọn Organic orisirisi agbo ogun. Soda fluoride ti wa ni afikun si awọn mimu omi ni ibere lati din isẹlẹ ti ehín caries ninu awọn ọmọde. Ni odun to šẹšẹ, ni pataki ohun elo ti ipasẹ fluoride ni elegbogi ati ogbin aaye. Yan fidipo ti fluorine bosipo yi awọn ti ibi-ini ti oludoti.

igbekale ti

O ti wa ni soro lati parí mọ iye ti awọn halogen agbo ogun. Free fluoride, ti o jẹ dogba si awọn valence ti 1, o le ṣee wa-ri nipa ifoyina ti Makiuri Hg + F ₂ → HgF _2, ati idiwon ilosoke ninu àdánù ti Makiuri ati awọn iwọn didun iyipada ti awọn gaasi. Awọn ifilelẹ ti awọn ti agbara igbeyewo fun awọn niwaju ions ti awọn ano ni o wa:

• asayan ti hydrogen fluoride labẹ awọn iṣẹ ti imi acid,
• Ibiyi ti a ìṣokùnfa ti kalisiomu fluoride nipa fifi kalisiomu kiloraidi ojutu,
• ofeefee discoloration tetraoxide ojutu ti titanium (tio ₄₎ ati hydrogen peroxide ninu imi acid.

Pipo onínọmbà ọna:

• ojoriro ti kalisiomu fluoride ni niwaju soda kaboneti ati sludge itọju lilo acetic acid,
• depositing asiwaju chlorofluoride nipa fifi soda kiloraidi ati asiwaju iyọ,
• titration (ipinnu ti awọn fojusi ti ni tituka nkan na) pẹlu kan ojutu ti thorium iyọ (Th [KO _{3] 4)} lilo soda alizarinsulfonate bi Atọka: Th (KO _{3) 4} + 4KF ↔ ThF ₄ + 4KNO _3.

Covalently iwe adehun fluorine (valence ti mo), bi fluorocarbons lati itupalẹ diẹ idiju. Eleyi nilo a asopọ pẹlu fadaka soda, atẹle nipa igbekale ti F ^- ions bi ti salaye loke.

ano-ini

Níkẹyìn a mu diẹ ninu awọn ini ti fluorine:

• Atomic nọmba: 9.
• Atomic àdánù: 18,9984.
• Owun to le fluorine valency: 1.
• Yo ojuami: -219,62 ° C.
• Farabale ojuami: -188 ° C.
• Iwuwo (1 ATM, 0 ° C): 1.696 g / l.
• Itanna fluorine agbekalẹ: 1s 2s ^{2 2 5} _2p.