氟化學(xué)（強(qiáng)烈助燃性的、刺激性的毒氣）

簡介

屬于鹵素的一價(jià)非金屬元素，正常情況下氟氣是一種淺黃綠色的、有強(qiáng)烈助燃性的、刺激性毒氣，是已知的最強(qiáng)的氧化劑之一，元素符號F。氟氣為蒼黃色氣體，密度1.69克/升，熔點(diǎn)-219.62℃，沸點(diǎn)-188.14℃，化合價(jià)-1，氟的電負(fù)性最高，電離能為17.422電子伏特，是非金屬中最活潑的元素，氧化能力很強(qiáng)，能與大多數(shù)含氫的化合物如水、氨和除氦、氖、氬外一切無論液態(tài)、固態(tài)、或氣態(tài)的化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng)。氟氣與水的反應(yīng)很復(fù)雜，主要產(chǎn)物是氟化氫和氧，以及較少量的過氧化氫，二氟化氧和臭氧產(chǎn)生，也可在化合物中置換其他非金屬元素?？梢酝械姆墙饘俸徒饘僭仄鹈土业姆磻?yīng)，生成氟化物，并發(fā)生燃燒。有極強(qiáng)的腐蝕性和毒性，操作時應(yīng)特別小心，切勿使它的液體或蒸氣與皮膚和眼睛接觸。

來源和用途

元素來源：可從電解熔融的氟化鉀和無水氟化氫的混合物中制得。

元素用途：液態(tài)氟可作火箭燃料的氧化劑。含氟塑料和含氟橡膠有特別優(yōu)良的性能。含氟塑料和含氟橡膠等高分子，具有優(yōu)良的性能，用于氟氧吹管和制造各種氟化物。

元素輔助資料：正是經(jīng)過19世紀(jì)初期的化學(xué)家發(fā)反復(fù)分析，肯定了鹽酸的組成，確定了氯是一種元素之后，氟就因它和氯的相似性很快被確認(rèn)是一種元素，相應(yīng)的存在與氫氟酸中。雖然它的單質(zhì)狀態(tài)一直拖延到19世紀(jì)80年代才被分離出來。氟和氯一樣，也是自然界中廣泛分布的元素之一，在鹵素中，它在地殼中的含量僅次于氯。早在16世紀(jì)前半葉，氟的天然化合物螢石（CaF2）就被記述于歐洲礦物學(xué)家的著作中，當(dāng)時這種礦石被用作熔劑，把它添加在熔煉的礦石中，以降低熔點(diǎn)。因此氟的拉丁名稱 fluorum從fluo（流動）而來。它的元素符號由此定為F。拉瓦錫在1789年的化學(xué)元素表中將氫氟酸基當(dāng)作是一種元素。到1810年戴維確定了氯氣是一種元素，同一年法國科學(xué)家安培根據(jù)氫氟酸和鹽酸的相似性質(zhì)和相似組成，大膽推斷氫氟酸中存在一種新元素。他并建議參照氯的命名給這種元素命名為fluorine。但單質(zhì)狀態(tài)的氟卻遲遲未能制得，直到1886年6月26日，才由法國化學(xué)家弗雷米的學(xué)生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此獲得1906年諾貝爾化學(xué)獎，他是由于在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)中作出貢獻(xiàn)而獲諾貝爾化學(xué)獎的第二人。比較一下氯和氟的發(fā)現(xiàn)史，是很有意義的。氯在它的單質(zhì)被分離出來30多年后才被確認(rèn)為是一種元素；而氟在沒有被分離出單質(zhì)狀態(tài)以前就被確認(rèn)為是一種元素了。這一史實(shí)說明在人們對客觀事物的認(rèn)識過程中，逐漸掌握了它們的一些規(guī)律后，就能更快、更清楚地認(rèn)識它們。

性質(zhì)和用途

熔點(diǎn)為-219.6 ℃，沸點(diǎn)為-188.1 ℃，密度為1.696 g/L（0 ℃)。淡黃色氣體，是最活潑的非金屬元素。用于制氟化試劑以及金屬冶煉中的助熔劑等。

PS:氟，原子序數(shù)9，原子量18.9984032，元素名來源于其主要礦物螢石的英文名。1812年法國科學(xué)家安培指出氫氟酸中含有一種新元素，但自由狀態(tài)的氟一直沒有制得。直到1886年，法國化學(xué)家穆瓦桑將氟化鉀溶解在無水氫氟酸中進(jìn)行電解，才制得單質(zhì)氟。由于氟非?；顫?，所以自然界中不存在游離狀態(tài)的氟。氟在地殼中的含量為0.072%，重要的礦物有螢石、氟磷酸鈣等。氟的天然同位素只有氟19。

氟是化學(xué)性質(zhì)最活潑、氧化性最強(qiáng)的物質(zhì)，，氟能同所有其他元素化合；氟與溴、碘、硫、磷、碳、硅等物質(zhì)在低溫下就能猛烈化合；氟離子體積小，容易與許多正離子形成穩(wěn)定的配位化合物；氟與烴類會發(fā)生難以控制的快速反應(yīng)，氟與NaOH反應(yīng)：2NaOH+2F2=2NaF+H2O+OF2，氟與水反應(yīng)：2H2O+2F2=4HF+O2。

氟是鹵族中的第一個元素，但發(fā)現(xiàn)得最晚。從1771年瑞典化學(xué)家舍勒制得氫氟酸到1886年法國化學(xué)家莫瓦桑分離出單質(zhì)氟經(jīng)歷了100多年時間。在此期間，戴維、蓋·呂薩克、諾克斯兄弟等很多人為制取單質(zhì)氟而中毒，魯耶特、尼克雷因中毒太深而獻(xiàn)出了自己的生命。

莫瓦?？偨Y(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，他認(rèn)為，氟活潑到無法電解的程度，電解出的氟只要一碰到一種物質(zhì)就能與其化合。如果采用低溫電解的方法，可能是解決問題的一個途徑。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，1886年6月26日，法國人莫瓦桑終于在低溫下用電解氟氫化鉀與無水氟化氫混合物的方法制得了游離態(tài)的氟，并獲諾貝爾化學(xué)獎。