化学元素のフッ素：価の性質が特徴

フッ素（F） - 、最も反応性の 化学元素 周期表の最も簡単なハロゲン基17（第VIIa因子）。 、その電子を引きつける能力（最も電気要素）とその原子のサイズが小さいため、このフッ素特徴。

発見の歴史

フッ素含有ミネラル蛍石は 、ドイツの医師や鉱物Georgiem Agrikoloyによって1529年に記述されました。 フッ酸を最初1771年1720で未知の英語ガラス製造することにより得られたことには、スウェーデンの化学者カール・ウィルヘルム・シェーレフッ酸であった可能性があるときに重く得られた生成物の影響下で腐食されたガラスレトルトで濃硫酸と加熱蛍石。 そのため、その後の実験では、容器は金属製です。 ほぼ無水酸は、2年後にフランスの物理学者アンドレ=マリ・アンペールは、それがギリシャのフッ素φθόριος、«破壊»から名前を提案しているため、未知の要素、類似した塩素、この水素化合物と仮定し、1809年に得られました。 蛍石は、フッ化カルシウムを回しました。

フッ化物のリリースは、フランスの化学杏里Muassanは、フッ化水素中のカリウムフッ化水素酸の溶液を電気分解することによって要素だった1886年まで、無機化学の主要な未解決問題の一つでした。 そのために1906年に、彼はノーベル賞を受賞しました。 この要素と毒性に対処する難しさは、この要素の化学の分野におけるフッ素遅い進歩に貢献しました。 第二次世界大戦までは、彼は研究室の好奇心でした。 その後、ただし、商用化に伴いウランの同位元素の分離で六フッ化ウランを使用し、 有機化合物 の要素の、その大きなメリットをもたらします化学作ります。

流行

何世紀にもわたってフッ素含有蛍石（蛍石、のCaF _2）が冶金プロセスにおいてフラックス（洗浄剤）として使用されて。 ミネラルは、後にもフルーア命名された要素のソースを証明しました。 照明の下で無色透明の蛍石の結晶が青みがかった色合いを持っています。 このプロパティは、蛍光として知られています。

フルオロ - 放射線にさらさ蛍石、ラジウムで自由要素の非常に少量を除いて、唯一のその化合物の形で自然界に存在する要素。 地球の地殻中の元素の含有量は、約0.065パーセントです。 基本的なフッ化物鉱物は蛍石である、氷晶石（ナ₃のAlF _6）、フルオロアパタイト（カルシウム₅ [PO _{4] 3} [FとCl]）、トパーズ（アル₂のSiO ₄ [F、OH] _2）および鱗。

フッ素の物理的及び化学的性質

室温では、フッ素ガスは刺激臭を持つ淡黄色です。 その危険の吸入。 冷却したら、それは黄色の液体になりました。 フルオロ19 - 化学元素の一つだけ安定同位体があります。

ハロゲンの第一イオン化エネルギーは⁺標準熱カチオン形成がFである（402キロカロリー/モル）、非常に高いです 420キロカロリー/モル。

原子の素子のサイズが小さい安定した複合体を複数形成する中心原子の周りそれらの比較的多量を収容することができ、例えば、ヘキサフルオロケイ酸（SIF _^6）2- geksaftoralyuminata及び（のAlF _^6）3。 フルオロ - 最強の酸化特性を有する要素。 他の物質は、フッ化物アニオンを酸化していないされていない、それは無料要素になり、そしてこのような理由のために項目は自然の中で自由な状態ではありません。 古い150年以上のためのフッ素のこの特性は、任意の化学的方法によってそれを得るために許可されていません。 これは、電気分解を使用して可能でした。 それにもかかわらず、1986年にアメリカの化学者カール・Kraystは、最初に「化学」のフッ化物を得ることについて述べました。 彼は、HF溶液から得られるK ₂ MNF _6、および五フッ化アンチモン（のSbF _5）、使用されます。

フルオロ：価及び酸化状態

外殻は、不対電子のハロゲンを含有します。 化合物中のフッ素の価数が1に等しい理由です。 しかし、第VIIa族元素原子は、-1に等しい7.最大フッ素の原子価と酸化状態への電子の数を増加させることができます。 要素は、それ以降、その原子価殻を拡張することができない原子オフラインd軌道。 その存在に他のハロゲンフリーのおかげで、最大7の原子価ことができます。

高い酸化能力要素は他の要素の可能な限り最高の酸化状態を達成することができます。 IFフッ銀（AGF _2）、コバルトフッ（COF _3）七フッレニウム（参考文献_7）五フッ化臭素（BRF _5）、七フッ化ヨウ素（：フルオロ（価I）は、化合物を形成することができ、存在しないにも他のハロゲン化物で_7）。

接続

式フッ素（F _2）素子の2個の原子で構成されています。 彼は、イオン結合または共有フッ化物を形成するために、ヘリウムやネオンを除く他のすべての要素との接続に入力することができます。 ニッケルのようないくつかの金属は、急速に金属元素とのさらなる通信を防ぐ、ハロゲンの層によって覆わ。 例えば軟鋼、銅、アルミニウム、又はモネル（ニッケル66％と31.5％の銅合金）のようないくつかの乾燥した金属は、フッ素と常温で反応しません。 600°Cまでの温度で元素で動作することが適当モネルです。 アルミナ焼結体は、700℃まで安定であり、

フッ素系オイルは、最も適した潤滑剤です。 素子は、有機材料（例えば、ゴム、木材、繊維）フッ素元素のみ可能な有機化合物のように制御されたフッ素化特殊な予防措置をとると激しく反応します。

生産

蛍石は、フッ化物の主な情報源です。 フッ化水素（HF）の製造にリード部に濃硫酸又は鋳鉄で粉末蛍石から蒸留されます。 蒸留形成された硫酸カルシウム（CaSO _4）の間に_、HFに不溶です。 フッ化水素は、 銅または鋼容器に分別蒸留によって十分に無水状態で得られた鋼シリンダーに格納されています。 商業フッ化水素における共通の不純物は、蛍石中のシリカの存在に起因して形成された亜硫酸及び硫酸とフルオロケイ酸（H ₂のSiF _6）です。 水分の痕跡は、元素状フッ素での処理により白金電極を用いて電気分解することにより除去し、又はより強いルイス酸（M請求MF _5、 -金属）上に格納され得る塩（H ₃ ^O）+（MF _6）を形成することができる^{- ：H} ₂ O +のSbF ₅ + HF→（H ₃ ^O）+（のSbF _6） ^{- 。}

工業用有機及び無機フッ素化合物の種々の調製に使用されるフッ化水素は、例えば、natriyftoridalyuminiyaし（Na ₃のAlF _6）は、アルミニウム金属の精錬において電解質として使用されます。 水中のフッ化水素ガスの溶液は、フッ化水素酸、洗浄のために、ガラスを研磨またはエッチングにヘイズを付与するために使用される金属が多量に言われています。

水の非存在下で電解手順を用いて遊離細胞の調製。 通常それらは、フッ化カリウムの形である30〜70、80〜120又は250℃の温度で（2.5~5：1の比率で）フッ化水素の電気分解を溶融します プロセス中の電解質が低下し、融点が上昇中のフッ化水素の内容。 したがって、そのほかは、継続的に行われたことが必要です。 温度が300℃を超えると、高温で電解液室が置き換えられ 有機物質の痕跡のシリンダバルブがフリー場合、フッ素は安全、ステンレス鋼シリンダ内の圧力下で貯蔵することができます。

の使用

要素は、三フッ化塩素（ClF _3）、六フッ化硫黄（SF _6）又はコバルトトリフルオ（COF _3）などのフッ化物の多様を生成するために使用されます_。 塩素化合物及びコバルトは、有機化合物の重要なフッ素化剤です。 （適切な予防措置と直接フッ素は、この目的のために使用することができます）。 六フッ化硫黄は、 気体誘電体として使用されます。

窒素で希釈した元素状フッ素は、しばしば水素の一部又は全部がハロゲンで置換されている対応するフルオロカーボンを形成する炭化水素と反応されます。 得られた化合物は、一般的に高い安定性、化学的不活性、高い電気抵抗、並びに他の有益な物理的および化学的特性によって特徴付けられます。

フッ素化はまた、コバルトフッ（COF _3）電気分解または無水フッ化水素中のその溶液の有機化合物の処理によって製造することができます。 ポリテトラフルオロエチレン等の非粘着特性を有する有用なプラスチック、不飽和フッ素化炭化水素から製造テフロン（登録商標）として商業的に知られている[（CF ₂ CF _2）X]。

塩素、臭素又はヨウ素を含有する有機化合物は、例えばジクロロジフルオロメタンなどの物質（Cl ₂をCF _2）が広く家庭用冷蔵庫やエアコンに使用される冷媒を、生成するためにフッ素化されています。 ジクロロジフルオロメタンなどのクロロフルオロカーボン、以来、オゾン層の破壊に積極的な役割を果たしているし、彼らの生産と使用が制限され、現在の好適な冷媒はハイドロフルオロカーボンを含むました。

要素はまた、核燃料の製造におけるウラン238からウラン235を分離するガス拡散プロセスで使用される六フッ化ウラン（UF _6）を製造するために使用されます。 それらは多くの有機化合物を調製するために使用されるアルキル化反応のための良好な触媒であるので、フッ化水素及び三フッ化ホウ素（BF _3）は 、工業的規模で製造されています。 フッ化ナトリウムは、通常は子供の虫歯の発生率を減少させるために、飲料水に添加されます。 近年では、医薬・農薬分野で取得フッ化物の最も重要なアプリケーション。 フッ素の選択的置換は、劇的な物質の生物学的特性を変えます。

の分析

正確ハロゲン化合物の量を決定することは困難です。 1の原子価に等しい遊離フッ化物は、それが水銀のHg + F _{2→HGF 2}の酸化によって検出され_、水銀の重量増加とガスの体積変化を測定することができます。 元素のイオンの存在のための主な定性的なテストは以下のとおりです。

• 硫酸の作用下でフッ化水素の選択、
• 塩化カルシウム溶液を添加することによりフッ化カルシウムの沈殿物の形成、
• チタンイエローの変色四溶液（のTiO _4）及び硫酸過酸化水素。

定量分析方法：

• 炭酸ナトリウムおよび酢酸を用いて汚泥処理の存在下でのフッ化カルシウムの沈殿、
• 塩化ナトリウムおよび硝酸鉛を添加することにより、リードクロロフッを堆積し、
• 滴定トリウム硝酸溶液（溶解した物質の濃度の決意）（TH [NO _{3] 4）}指標としてナトリウムalizarinsulfonateを使用して：TH（NO _3）4 + 4KF↔THF ₄ + 4KNO _3。

フルオロカーボンなどの共有結合したフッ素（原子価I）は、より複雑な分析します。 上記のように、イオン^-これは、Fの分析に続いて、金属ナトリウムとの接続を必要とします。

要素のプロパティ

最後に、私たちは、フッ素のいくつかのプロパティを提示します：

• 原子番号：9。
• 原子量：18.9984。
• 可能性のあるフッ素原子価：1。
• 融点：-219,62℃、
• ・沸点：-188℃、
• 密度（1気圧、0℃）：1696グラム/リットル。
• 電子フッ素式：1秒2秒^{2 2 5} _2P。