Ქიმიური ელემენტი ფლუოროგრაფიის: valence თვისებები დამახასიათებელია

ფთორის (F) - ყველაზე რეაქციული ქიმიური ელემენტი, და მარტივი ჰალოგენის ჯგუფი 17 (VIIA) პერიოდული მაგიდა. ეს ფტორის დამახასიათებელი გამო მოზიდვის შესაძლებლობა ელექტრონები (ყველაზე electronegative ელემენტი) და მცირე ზომის მისი ატომები.

ისტორია აღმოჩენის

ფტორის შემცველი მინერალური fluorspar აღწერილი იყო 1529 წელს გერმანიის ექიმი და mineralogist Georgiem Agrikoloy. სავარაუდოა, რომ hydrofluoric მჟავა პირველად მიღებული უცნობი English glassmaker 1720 GA 1771 წელს შვედმა ქიმიკოსმა კარლ ვილჰელმ Scheele მიღებული ნედლი hydrofluoric მჟავა ქვეშ გათბობის fluorspar კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მინის პასუხს, რომელიც დიდწილად კოროზირებული მოქმედების შედეგად პროდუქტი . აქედან გამომდინარე, შემდგომი ექსპერიმენტი, ჭურჭელი მზადდება ლითონის. თითქმის უწყლო მჟავა იქნა მიღებული 1809 წელს, ორი წლის შემდეგ ფრანგმა ფიზიკოსმა ანდრე მარი ამპერის ვივარაუდოთ, რომ ეს არის წყალბადის ნაერთი მიეკუთვნებიან უცნობი ელემენტის, ანალოგიური ქლორის, რისთვისაც ის შემოთავაზებული სახელი ბერძნული ფლუოროგრაფიის φθόριος, «დანგრევას». Fluorspar აღმოჩნდა კალციუმის ფტორს.

ფტორს გათავისუფლება იყო ერთ-ერთი ძირითადი გადაუჭრელი პრობლემები არაორგანული ქიმიის, სანამ 1886 წელს, როდესაც ფრანგი ქიმიკოსი ანრი Muassan იყო ელემენტს ელექტროლიზის გადაწყვეტა კალიუმის hydrofluoride წყალბადის ფტორს. ეს 1906 წელს, მან მიიღო ნობელის პრემია. სირთულის საქმე ამ ელემენტს და ტოქსიკური თვისებები წვლილი ფტორის ნელი პროგრესი სფეროში ქიმიის ამ ელემენტს. სანამ მეორე მსოფლიო ომის წლებში იყო ლაბორატორიული ცნობისმოყვარეობა. მაშინ, თუმცა, გამოყენების ურანის hexafluoride გამიჯვნა ურანის იზოტოპების ერთად ზრდა კომერციული ორგანული ნაერთების ელემენტს, რაც ქიმიური, რომ მოაქვს მნიშვნელოვანი შეღავათები.

გავრცელების

ფტორის შემცველი fluorspar (fluorspar, კაფეში ₂₎ საუკუნეების განმავლობაში გამოიყენება, როგორც ნაკადად (წმენდის აგენტი) მეტალურგიული პროცესების. მინერალური მოგვიანებით აღმოჩნდა წყარო ელემენტს, რომელიც ასევე დაასახელა Fluor. უფერო, გამჭვირვალე fluorite კრისტალები ქვეშ განათება აქვს მოლურჯო ელფერით. ეს უძრავი ქონება ცნობილია, როგორც fluorescence.

ფლუოროგრაფიის - ელემენტი, რომელიც ხდება ბუნებაში მხოლოდ სახით მისი ნაერთები, გარდა ძალიან მცირე რაოდენობით თავისუფალი ელემენტია fluorspar, რადიუმის დაუცველებს რადიაციული. შინაარსი ელემენტია დედამიწის ქერქი დაახლოებით 0,065%. ძირითადი ფტორს წიაღისეულის fluorspar, cryolite (Na ₃ Alf _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [F, Cl]), Topaz (Al ₂ SiO ₄ [F, OH] ₂₎ და lepidolite.

ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ფთორის

ოთახის ტემპერატურაზე, ფთორის გაზის ღია ყვითელი ფერის გამაღიზიანებელი სუნი. ინჰალაციის მისი სახიფათო. გაცივების გახდა ყვითელი სითხე. არსებობს მხოლოდ ერთი სტაბილური იზოტოპი ქიმიური ელემენტი - ფლუოროგრაფიის-19.

პირველი იონიზაციის ენერგია ჰალოგენის ძალიან მაღალი (402 კკალ / მოლი), რომელიც არის სტანდარტული გათბობის მოხსნისათვის ფორმირების F ⁺ 420 კკალ / მოლი.

მცირე ზომის ელემენტს atom იტევს მათი შედარებით დიდი რაოდენობით გარშემო ცენტრალური atom შექმნას გავურბივარ სტაბილური კომპლექსები, მაგალითად, hexafluorosilicate (SiF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata და (Alf ₆₎ ^3. ფლუოროგრაფიის - ელემენტი, რომელიც აქვს ძლიერი ჟანგვის თვისებები. არც ერთ სხვა ნივთიერება არ არის დაჟანგული ფტორს anion, ის იქცევა თავისუფალი ელემენტს, და ამ მიზეზით საქონელი არ არის თავისუფალი სახელმწიფო ბუნება. ეს დამახასიათებელი ფტორის 150-ზე მეტი წლის არ აძლევენ მას ნებისმიერი ქიმიური მეთოდით. ეს შესაძლებელი იყო მხოლოდ გამოყენების ელექტროლიზი. მიუხედავად ამისა, 1986 წელს ამერიკელი ქიმიკოსი Karl krayst ითქვას პირველი "ქიმიური" მიღების ფტორს. იგი გამოიყენება K ₂ Mnf _6, და სტიბიუმის pentafluoride (SBF _5), რომელიც შეიძლება მიღებული HF გადაწყვეტა.

ფლუოროგრაფიის: valence და დაჟანგვის სახელმწიფო

გარე ჭურვი შეიცავს unpaired electron halogens. სწორედ ამიტომ valence ფთორის ამ ნაერთების უდრის. თუმცა, VIIA ჯგუფის ელემენტს ატომები შეიძლება გაიზარდოს რაოდენობის ელექტრონები რომ ვალენტობებს 7. მაქსიმალური ფტორის და მისი დაჟანგვის სახელმწიფო ტოლია -1. Element არ შეუძლია გააგრძელოს თავისი valence ჭურვი, მას შემდეგ, რაც atom გასულია d-ორბიტალური. სხვა Halogen თავისუფალი წყალობით ყოფნა შეიძლება valence მდე 7.

High დაჟანგვის სიმძლავრის ელემენტი საშუალებას, რათა მივაღწიოთ უმაღლეს შესაძლო დაჟანგულობის სხვა ელემენტებს. ფლუოროგრაფიის (valence I) შეუძლია შექმნას რთული, რომელიც არ არსებობს და არც რომელიმე სხვა halide: difluoride ვერცხლის (AGF _2), კობალტის trifluoride (CoF ₃₎ heptafluoride rhenium (Ref ₇₎ pentafluoride ბრომი (BRF ₅₎ და იოდის heptafluoride (IF _7).

კავშირები

ფორმულა ფთორის (F ₂₎ შედგება ორი ატომი ელემენტს. მას შეუძლია დადოს დაკავშირებით ყველა სხვა ელემენტი, გარდა ჰელიუმი და neon, შექმნას იონური და კოვალენტური fluorides. ზოგიერთი ლითონები, როგორიცაა ნიკელი, სწრაფად დაფარული ფენის ჰალოგენის, თავიდან აცილების შემდგომი მეტალის ელემენტს. ზოგიერთი მშრალი ლითონები, როგორიცაა რბილი ფოლადის, სპილენძის, ალუმინის, ან Monel (ნიკელის 66% და 31.5% სპილენძის შენადნობი) არ რეაგირებს ზე ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე ფტორთან. მუშაობა ელემენტს ტემპერატურა 600 ° C განკუთვნილია Monel; აგლომერირებული ალუმინის სტაბილურია 700 ° C.

Fluorocarbon ზეთები შესაფერისი ზეთები. Element რეაგირებს ძალადობრივად ორგანული მასალები (მაგ, რეზინის, ხის და ქსოვილი) ასე კონტროლდება fluorination ორგანული ნაერთების ელემენტარული ფტორის შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც აღების განსაკუთრებული სიფრთხილე.

წარმოება

Fluorspar არის ძირითადი წყარო ფტორს. წარმოების წყალბადის ფტორს (HF) გამოიხდება ფხვნილი fluorspar კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა ტყვიის ერთეული ან თუჯის. დროს დისტილაცია ჩამოყალიბდა კალციუმის სულფატი (Caso _4), არ იხსნება HF. წყალბადის ფტორს მიღებული საკმარისად უწყლო სახელმწიფო ფრაქციული გამოხდით სპილენძის ან ფოლადის ჭურჭელი და ინახება ფოლადის ცილინდრი. საერთო მინარევებისაგან კომერციული წყალბადის ფტორს არიან გოგირდოვანი და გოგირდმჟავის და fluorosilicic მჟავა (H ₂ SiF ₆₎ ჩამოყალიბდა გამო თანდასწრებით სილიკომანგანუმის წელს fluorspar. კვალი ტენიანობის შეიძლება ამოღებულ ელექტროლიზის გამოყენებით platinum ელექტროდების მიერ მკურნალობის ელემენტარული ფტორის, ან შენახვის მეტი ძლიერი Lewis მჟავა (MF _5, სადაც M - ლითონის), რომელიც შეიძლება ჩამოყალიბდეს მარილები (H ₃ O) ⁺ (MF ₆₎ ^-: H ₂ O + SBF ₅ + HF → (H ₃ O) ⁺ (SBF ₆₎ ^-.

წყალბადის ფტორს გამოიყენება მომზადება სხვადასხვა სამრეწველო ორგანული და არაორგანული ფტორის ნაერთები, მაგ natriyftoridalyuminiya (Na ₃ Alf ₆₎ არის დასაქმებული ელექტროლიტური დნობის ალუმინის რკინის. გადაწყვეტა წყალბადის ფტორს გაზის წყლის განაცხადა hydrofluoric მჟავა, დიდი ოდენობით რკინის, რომელიც გამოიყენება დასუფთავებისა და გასაპრიალებელი მინის ან გავრცელების haze მისი etching.

მომზადება არაუჯრედული გამოყენებით ელექტროლიტური პროცედურების არარსებობის წყალი. როგორც წესი, ისინი სახით კალიუმის ფტორს დნება ელექტროლიზის წყალბადის ფტორს (თანაფარდობა 2.5-5 1) ტემპერატურა 30-70, 80-120 და 250 ° C. მთელი ამ პროცესის განმავლობაში წყალბადის ფტორს შინაარსი ელექტროლიტური მცირდება და დნობის წერტილი იზრდება. აქედან გამომდინარე, აუცილებელია, რომ მისი ამისა მოხდა მუდმივად. მაღალი ტემპერატურა ელექტროლიტური პალატის შეცვალა, როდესაც ტემპერატურა აღემატება 300 ° C. ფთორის შეიძლება იყოს საიმედოდ შენახული წნევის ქვეშ ფოლადის ცილინდრი, თუ ცილინდრიანი სარქველი უფასო კვალი ორგანული ნივთიერებები.

გამოყენების

Element გამოიყენება წარმოების სხვადასხვა ფტორს, როგორიცაა ქლორი trifluoride (Clf _3), გოგირდის hexafluoride (SF ₆₎ ან კობალტის trifluoride (CoF _3). ქლორის ნაერთები და კობალტის მნიშვნელოვანია fluorinating აგენტები ორგანული ნაერთები. (ერთად შესაბამისი ზომების პირდაპირ ფტორის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ამ მიზნით). გოგირდის hexafluoride გამოიყენება როგორც აირისებრი დიელექტრიკული.

ელემენტარული ფტორის განზავდეს აზოტის ხშირად რეაგირებს ნახშირწყალბადების შექმნას შესაბამისი fluorocarbons რომელშიც ნაწილი ან ყველა წყალბადის შეიცვალა ჰალოგენის. შედეგად ნაერთები ახასიათებს მაღალი სტაბილურობის, ქიმიური ინერტულობის, მაღალი ელექტრო წინააღმდეგობა, ისევე, როგორც სხვა ღირებული ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.

Fluorination ასევე შეიძლება მკურნალობის ორგანული ნაერთები კობალტის trifluoride (CoF ₃₎ ელექტროლიზის ან გადაწყვეტილებები მათი in უწყლო წყალბადის ფტორს. სასარგებლო პლასტმასის ქვაბი თვისებები, როგორიცაა polytetrafluoroethylene [(CF ₂ CF _{2) x],} ცნობილია კომერციულად როგორც Teflon, მზადდება უჯერი fluorinated ნახშირწყალბადები.

ორგანული ნაერთების შემცველი ქლორი, ბრომი და იოდი, არის ფტორირებული წარმოების ნივთიერებების, როგორიცაა dichlorodifluoromethane (Cl ₂ CF ₂₎ სითხით, რომელიც ფართოდ გამოიყენება საყოფაცხოვრებო მაცივრები და კონდიციონერები. მას შემდეგ, რაც შემოიფარგლება, როგორიცაა dichlorodifluoromethane, აქტიური როლი ითამაშოს ამ წარმოქმნილი ოზონის შრის და მათი წარმოება და გამოყენება შეზღუდული იყო, და ახლა ამჯობინა სითხით შემცველი hydrofluorocarbons.

ელემენტის ასევე გამოიყენება წარმოების ურანის hexafluoride (UF ₆₎ გამოიყენება აირისებრი გავრცელების პროცესში ჰყოფს ურანი-235-დან ურანი -238 წარმოების ბირთვული საწვავი. წყალბადის ფტორს და ბორის trifluoride (BF ₃₎ იწარმოება სამრეწველო მასშტაბით, რადგან ისინი კარგი კატალიზატორები alkylation რეაქცია მოსამზადებლად გამოყენებული მრავალი ორგანული ნაერთები. ნატრიუმის ფტორიდის ჩვეულებრივ ემატება სასმელი წყლის, რათა შეამციროს კარიესის ბავშვებში. ბოლო წლების განმავლობაში, ყველაზე მნიშვნელოვანი განცხადება შეძენილი ფტორს ფარმაცევტული და სოფლის მეურნეობის სფეროებში. შერჩევითი ცვლილება ფთორის მკვეთრად შეცვალოს ბიოლოგიური თვისებების ნივთიერებები.

ანალიზი

ძნელია ზუსტად დადგინდეს თანხის ჰალოგენის ნაერთები. უფასო ფტორს, რომელიც უდრის valence 1, ეს შეიძლება იყოს გამოვლენილი მიერ დაჟანგვის მერკური Hg + F ₂ → hgf _{2 და} საზომი ზრდა წონა მერკური და მოცულობის ცვლილება გაზი. მთავარი ხარისხიანი ტესტები თანდასწრებით იონების ელემენტს არიან:

• შერჩევა წყალბადის ფტორს მოქმედების გოგირდის მჟავა,
• ფორმირების precipitate კალციუმის ფტორიდის დამატებით კალციუმის ქლორიდის,
• ყვითელი discoloration tetraoxide გადაწყვეტა ტიტანის (Tio ₄₎ და წყალბადის ზეჟანგით გოგირდის მჟავა.

რაოდენობრივი ანალიზის მეთოდები:

• ნალექების კალციუმის ფტორიდის ყოფნა ნატრიუმის კარბონატი და ნარჩენების მკურნალობის გამოყენებით ძმარმჟავა,
• ანგარიშის შევსება უპირატესობა chlorofluoride დასძინა ნატრიუმის ქლორიდის და ტყვიის ნიტრატი,
• titration (განსაზღვრა კონცენტრაცია დაიშალა ნივთიერება) გადაწყვეტა თორიუმის ნიტრატი (Th [NO _{3] 4)} გამოყენებით ნატრიუმის alizarinsulfonate ინდიკატორი: Th (NO _{3) 4} + 4KF ↔ THF ₄ + 4KNO _3.

Covalently საბაჟო ფთორის (valence I), როგორიცაა fluorocarbons ანალიზი უფრო რთული. ეს მოითხოვს დაკავშირებით მეტალის ნატრიუმის, რასაც მოჰყვა ანალიზი F ^- იონების როგორც ზემოთ აღწერილი.

ელემენტს თვისებები

ბოლოს წარმოგიდგენთ გარკვეული თვისებები ფთორის:

• ატომური ნომერი: 9.
• ატომური წონა: 18,9984.
• შესაძლებელია ფტორის valency: 1.
• დნობის წერტილი: -219,62 ° C.
• დუღილის წერტილი: -188 ° C.
• სიმჭიდროვე (1 ბანკომატები, 0 ° C): 1,696 გ / ლ.
• ელექტრონული ფტორის ფორმულა: 1s 2s ^{2 2 5} _2p.