Фтор

ФТОР, F (от греч. phthoros — гибель, разрушение, лат. Fluorum * а. fluorine; н. Fluor; ф. fluor; и. fluor), — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403. В природе 1 стабильный изотоп ¹⁹F. Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 16, 17, 18, 20, 21, 22.

Свойства фтора

Фтор получен французским химиком А. Муассаном в 1886. Фтор — бледно-жёлтый газ со специфическим запахом, ниже — 227,6°С образует кристаллы с моноклинной решёткой (а — F2), при более высоких температурах — с кубической решёткой (b — F2); плотность твёрдого фтора 1700 кг/м³, жидкого 1512 кг/м³; t плавления — 218,699°С, t кипения — 188,2°С; молярная теплоёмкость 31,3 Дж/(моль•К).

Химические свойства фтора

Фтор имеет степень окисления — 1. Самый электроотрицательный химический элемент, обладает исключительно высокой химической активностью и образует соединения со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. Взаимодействие фтора со многими элементами, оксидами и солями протекает очень энергично, а с водородом и углеводородами — часто со взрывом. В присутствии фтора большинство металлов, С, Si, R, S и др. воспламеняются при 200-300°С и сгорают с образованием фторидов. Фтор очень ядовит. ПДК фтора 0,15 мг/м³, при экспозиции не более 1 ч — 1,5•10^-3 мг/м³.

Среднее содержание фтора в земной коре 625•10^-4% (по массе), в ультраосновных породах 100•10^-4%, в основных — 400•10^-4%, в высококальциевых гранитоидах 520•10^-4%, гранитах 850•10^-4 %, сиенитах 1400•10^-4 %, агпаитовых нефелиновых сиенитах 2000•10^-4 %. Фтор выносится из верхней мантии преимущественно с щелочными базальтовыми и ультрабазитовыми магмами, при кристаллизационной дифференциации которых он сильно концентрируется в остаточных расплавах.

Содержание и образование фтора

Фтор в силикатных расплавах связан с катионами повышенной основности, существенно влияя на структуру расплавов, способствует возникновению ликвации. Фтор характерен для гидротермальных систем. Важнейшие минералы, обогащенные фтором (% по массе): флюорит 47,81-48,8, фтор-апатит до 3,8, слюды 0,1-3,5, амфиболы 0,1-3,5, виллиомит 45,24, топаз 13,01-20,45, сфен 0,1-1,35, криолит 54,4. Получают фтор электролизом HF в среде расплавленного KH₂F₃ или KHF. Фтор образуется также при термическом распаде некоторых высших фторидов (например, SbF₃). Получающийся фтор содержит до 5% HF, который удаляется вымораживанием с последующим поглощением фторидом натрия. Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в металлических аппаратах.

Применение фтора

Применение в технике находят фторорганические соединения, характеризующиеся высокой термической и химической стойкостью. Фторорганические соединения используют также в качестве смазок и рабочих тел в холодильных установках, а также для получения фторидов металлов. Плавиковую кислоту применяют при обработке некоторых неорганических силикатных материалов. F₂ — фторирующий агент в производстве фторорганических соединений и неорганических фторидов. Многие фториды металлов — промежуточные соединения при получении чистых металлов.