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[拼音]:fu

[外文]:fluorine

一种化学元素,化学符号 F,原子序数 9,原子量18.9984032,属周期系ⅦA族。

发现

1812年法国A.-M.安培指出氢氟酸(见氟化氢)与盐酸(见氯化氢)的组成相似,其中含有一种新元素,建议命名为fluor,但自由状态的氟一直没有制得。直到1886年,法国化学家H.穆瓦桑将氟化钾溶解在无水氢氟酸中进行电解,才制得单质氟。元素英文名来源于其主要矿物萤石(见氟化钙)的英文名fluorite。

存在

由于氟非常活泼,自然界不存在游离状态的氟。氟在地壳中的含量为 0.072%,重要的矿物有萤石(CaF2,参见彩图)、冰晶石(3NaF·AlF3)、氟磷酸钙〔Ca5F(PO4)3〕。自然界中只存在一种氟的同位素,即氟19。

性质

常温下,氟为淡黄颜色气体,有 性臭味;熔点-219.62°C,沸点-188.14°C,密度1.69克/升(15°C)。氟是电负性很高的元素,化学性质最活泼,除氦、氖、氩外,氟能同所有的元素化合。在低温下,氟就能与溴、碘、硫、磷、砷、碳、硅猛烈化合,并常常产生火焰或处于炽热状态。氟与金属的反应往往由于形成一层保护性的金属氟化物而受到阻碍,必须提高温度才能使反应继续进行。

氟的电子构型为1s22s22p5。在二元化合物中,氟总是呈-1氧化态,其他元素则呈正的氧化态,而且常常呈很高的氧化态。氟离子体积小,容易与许多正离子形成稳定的配位化合物,例如氟硅酸盐(SiF婇)、氟铝酸盐(AlF咶)、氟铁酸盐(FeF咶)。氟还能与水、氨和许多含氢无机物以及有机化合物反应。氟与水反应,被氧化的产物中不但有氧,而且还有臭氧、过氧化氢、二氟化氧。氟能从氯化物、溴化物、碘化物中置换出氯、溴、碘,也能把溴酸盐氧化为高溴酸盐。

氟与烃类发生难以控制的快速反应,为了控制这类反应,常用惰性气体或氮气稀释氟。如果烃类中的一部分氢被氟取代,可形成含氟烃和氟化氢;如果烃中的氢全部被氟取代,则形成氟碳化物和氟化氢。含氟烃多数不够稳定,易失去氟化氢,故不易制备和保存;氟碳化物(如三氟甲烷、聚四氟乙烯等)及其衍生物则有很高的化学稳定性和热稳定性,还有一些特殊的物理化学性质。

制法

氟是氧化性强的物质,没有任何一种氧化剂能把它从其化合物中置换出来,唯一的方法就是用电解法氧化氟离子,通常用来电解的是无水氟化氢-氟化钾体系,氟化钾的作用是增强导电性。在石墨阳极上得到单质氟,而在铜制或钢制阴极上得到氢气。

应用

单质氟主要用作氟化剂,以制取各种有用的氟化物。在原子能工业中,利用235UF6和238UF6扩散速度的不同来分离同位素铀235和铀238(见铀同位素分离);气态的六氟化硫SF6具有高的介电常数和高绝缘性能;三氟化硼是有机反应的催化剂;三氟化钴、氟化银(Ⅱ)、二氟化氙等都是优良的氟化剂;单质氟由于燃烧时可放出很高的能量而被用作火箭燃料,它与液体氧或活性氟化物混合使用,会有更多的工程上的优点。

毒性

单质氟具有 性,能强烈 眼、鼻、口腔、气管等的粘膜,若吸入较多,则会严重中毒,甚至死亡。因此,在制备和使用时需戴安全眼罩、防毒面具和长臂手套。

参考书目M.C.斯尼特等编,何兆雄等译:《无机化学大纲》,第3卷,上海科学技术出版社,上海,1963。(M.C.Sneed,et al., ed., Comprehensive Inorganic Chemistry, Vol.3,Macmillan,London, 1953.)参考文章简述地氟醚的药理作用特点。临床医学培氟沙星的用法与用量药学用氟来防龋应注意哪些问题?口腔科聚偏氟乙烯(PVDF)膜在废水中的应用废水治理鸡氟中毒症状及防治鸡蛋鸡无机氟中毒的分析与讨论鸡鸡氟中毒的诊治技巧鸡胸腔注射甲磺酸培氟沙星治疗猪喘气病猪水中氟和砷吸附处理废水治理高浓度含氟芳香烃废水处理方法废水治理

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