Fluor (F)

Fluor w układzie okresowym

Pierwiastek leży w drugim okresie, czyli w drugim poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 2 powłokach. Znajduje się w 17 grupie (blok p — elektrony walencyjne zapełniają podpowłokę p). W tej samej grupie stoją: Chlor, Brom, Jod, Astat, Tenes — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Fluor jest gazem (topnieje w -219,67 °C, wrze w -188,11 °C).

Fluor — co to za pierwiastek

Najbardziej żarłoczny pierwiastek w tablicy; w bezpiecznej postaci chroni zęby w paście i tworzy teflon.

Właściwości pierwiastka Fluor

Fluor jest bladożółtym gazem o cząsteczkach dwuatomowych F₂, skraplającym się dopiero przy −188,11 °C i krzepnącym przy −219,67 °C. To najbardziej elektroujemny pierwiastek układu okresowego — wartość 3,98 jest najwyższa ze wszystkich i to ona tłumaczy resztę jego zachowania. Reaguje niemal ze wszystkim: z metalami, z niemetalami, z wodą, ze szkłem, a wiele substancji zapala się w jego atmosferze samorzutnie. Nigdy nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, tylko w postaci fluorków. W związkach ma zawsze stopień utlenienia −1. Zarówno gazowy fluor, jak i kwas fluorowodorowy są skrajnie niebezpieczne — kwas wnika przez skórę i uszkadza kości, dlatego pracuje się z nim wyłącznie w wyspecjalizowanych laboratoriach.

Zastosowanie pierwiastka Fluor

Najbardziej codzienne zastosowanie fluoru to ochrona zębów. W pastach są fluorek sodu, monofluorofosforan sodu albo fluorek cyny; wbudowują się one w szkliwo i czynią je odporniejszym na kwasy wytwarzane przez bakterie płytki nazębnej. W gabinetach stomatologicznych stosuje się mocniejsze lakiery i żele fluorkowe. Drugą wielką dziedziną są tworzywa fluorowane, przede wszystkim politetrafluoroetylen, znany jako teflon — powłoki patelni, uszczelnienia, taśmy hydrauliczne, aparatura odporna na agresywne chemikalia. Związki fluoru z węglem były podstawą freonów w lodówkach i klimatyzatorach; dziś zastępuje się je czynnikami mniej szkodliwymi dla warstwy ozonowej. Kwas fluorowodorowy trawi i matuje szkło, czyści odlewy i pracuje w produkcji półprzewodników. Heksafluorek uranu pozwala rozdzielać izotopy uranu na paliwo jądrowe, a heksafluorek siarki izoluje wysokie napięcie w rozdzielniach. Atom fluoru wprowadza się też do cząsteczek wielu leków, bo spowalnia ich rozkład w organizmie. Związki fluoru pojawiają się także w środkach gaśniczych oraz w powłokach zabezpieczających tkaniny i papier przed tłuszczem i wodą.

Fluor — najważniejsze związki chemiczne

Fluoryt CaF₂ to główna ruda fluoru, ładny minerał o barwach od fioletowej po zieloną. Fluorowodór HF w roztworze wodnym daje kwas fluorowodorowy, jedyny kwas rozpuszczający szkło; przechowuje się go w butelkach z tworzywa. Fluorek sodu NaF trafia do past do zębów i preparatów stomatologicznych. Kriolit Na₃AlF₆ obniża temperaturę topnienia tlenku glinu w produkcji aluminium. Politetrafluoroetylen, czyli teflon, to długi łańcuch węglowy w całości otoczony atomami fluoru — stąd jego obojętność chemiczna i śliskość. Heksafluorek siarki SF₆ jest ciężkim, biernym gazem stosowanym jako izolator elektryczny. Fluorek cyny(II) SnF₂ bywa składnikiem past dla osób z nadwrażliwością zębów. Wszystkie te sole zawierają jony fluorkowe, a nie wolny fluor.

Fluor — gdzie go spotykasz

• pasta do zębów
• teflon
• chłodziwa
• szkło matowe

Fluor w szkole — co trzeba wiedzieć

Fluor to pierwszy pierwiastek 17 grupy, konfiguracja [He] 2s² 2p⁵: siedem elektronów walencyjnych i jeden brakujący do oktetu. Rzecz kluczowa do zapamiętania — jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem, dlatego w związkach ma wyłącznie stopień utlenienia −1 i nigdy dodatni; pytanie o fluor na stopniu +1 to typowa pułapka. Skoro jest najaktywniejszym fluorowcem, wypiera chlor, brom i jod z ich soli, sam zaś nie daje się wyprzeć przez żaden z nich. Druga częsta pomyłka to mylenie fluoru z fluorkiem: w paście do zębów nie ma trującego gazu F₂, tylko bezpieczne jony fluorkowe, a różnica jest dokładnie taka sama jak między chlorem a solą kuchenną. Nie należy też mylić symbolu F z Fe.

Fluor — historia odkrycia

Minerał fluoryt od dawna dodawano do wsadu hutniczego, bo ułatwiał topienie rudy — stąd nazwa od łacińskiego fluere, płynąć. Chemicy podejrzewali, że kryje się w nim nieznany pierwiastek, ale kolejne próby jego wydzielenia kończyły się ciężkimi zatruciami, a paru badaczy przypłaciło je zdrowiem lub życiem. Dopiero w 1886 roku Henri Moissan otrzymał wolny fluor, prowadząc w silnie schłodzonej aparaturze elektrolizę fluorowodoru z dodatkiem fluorku potasu. Za to osiągnięcie dostał później Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Od nazwy minerału pochodzi także słowo fluorescencja, opisujące świecenie niektórych okazów fluorytu w nadfiolecie.

Fluor — skąd wzięła się nazwa

łac. fluere — płynąć (topnik hutniczy)

Fluor — izotopy

fluor-19 jedyny trwały

Fluor — bezpieczeństwo

Gaz skrajnie żrący i toksyczny; kwas fluorowodorowy przenika skórę.

Ciekawostki o pierwiastku Fluor

• Reaguje nawet ze szkłem i wodą — nic mu się nie oprze.
• Kwas fluorowodorowy trzyma się w butelkach z tworzywa sztucznego, bo szklane naczynie sam by roztrawił.
• Teflon odkryto przypadkiem: w butli ze sprężonym gazem fluorowanym zamiast spodziewanej zawartości znaleziono biały, śliski proszek.
• Kryształy fluorku wapnia bardzo słabo rozszczepiają światło, dlatego stosuje się je w obiektywach fotograficznych ograniczających barwne obwódki.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Fluor