Φθόριο
χημικό στοιχείο με σύμβολο F και ατομικό αριθμό 9 / From Wikipedia, the free encyclopedia
Το φθόριο (λατινικά: fluorum, αγγλικά: fluorine) είναι το χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 9 και χημικό σύμβολο F. Το φθόριο είναι εξαιρετικά δραστικό και δηλητηριώδες χημικό στοιχείο. Το χημικά καθαρό φθόριο, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ανοιχτοκίτρινο διατομικό αέριο. Είναι το ελαφρύτερο από τα αλογόνα και το πιο ηλεκτραρνητικό από όλα τα χημικά στοιχεία. Το φθόριο είναι το 24o σε αφθονία χημικό στοιχείο στο γνωστό σύμπαν και το 13o σε αφθονία στο φλοιό της Γης. Έχει πλούσια χημεία, σχηματίζοντας χημικές ενώσεις σχεδόν με όλα τα άλλα χημικά στοιχεία, ακόμη και με κάποια από τα ευγενή αέρια.
Φθόριο | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ιστορία | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ταυτότητα του στοιχείου | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Όνομα, σύμβολο | Φθόριο (F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ατομικός αριθμός (Ζ) | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Κατηγορία | αμέταλλα | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ομάδα, περίοδος, τομέας |
17 ,2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Σχετική ατομική μάζα (Ar) |
18.9984032 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ηλεκτρονική διαμόρφωση |
1s2 2s2 2p5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ατομικές ιδιότητες | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ατομική ακτίνα | 88 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ομοιοπολική ακτίνα | 72 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ηλεκτραρνητικότητα | 3,98 (κλίμακα Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Κυριότεροι αριθμοί οξείδωσης |
-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ενέργειες ιονισμού | 1.681 kJ/mole (F → F+ + e-) 3.374,2 kJ/mole (F+ → F2+ + e-) 6.050,4 kJ/mole (F2+ → F3+ + e-) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Φυσικά χαρακτηριστικά | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Σημείο τήξης | -219,62 °C (53,54 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Σημείο βρασμού | -188,12 °C (85,04 K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Κρίσιμο σημείο | -129,03 °C (144,13 Κ), 5,172 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Πυκνότητα | 1,7 kg/m³ (0 °C, 1 atm) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ενθαλπία εξάτμισης | 6,62 kJ/mole | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά |
Ο φθορίτης (φθοριούχο ασβέστιο, CaF2), που είναι η κύρια ορυκτή πηγή του φθορίου, περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1529. Εκείνη την εποχή το λατινικό ρήμα fluo, που στα ελληνικά σημαίνει «ρέω», συσχετίστηκε με φθοριούχα πετρώματα, γιατί όταν τα πρόσθεταν σε ορυκτά μετάλλων χαμήλωνε τις θερμοκρασίες τήξης τους, κατά τη διάρκεια σύντηξης. Για πρώτη φορά προτάθηκε ότι είναι χημικό στοιχείο το 1811, αλλά αποδείχθηκε δύσκολη και (ιδιαίτερα) επικίνδυνη η προσπάθεια να διαχωριστεί από τις ενώσεις του. Αρκετοί από τους πρώτους πειραματιστές που το επιχείρησαν σκοτώθηκαν ή κάηκαν άσχημα κατά τις απόπειρές τους να το διαχωρίσουν. Το 1886, όμως, ο γάλλος χημικός Ανρί Μουασάν (Henri Moissan) πέτυχε να απομονώσει στοιχειακό φθόριο, χρησιμοποιώντας ηλεκτρόλυση σε χαμηλή θερμοκρασία, μια διεργασία που χρησιμοποιείται ακόμη από τη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή του φθορίου. Η κυριότερη βιομηχανική εφαρμογή του στοιχειακού φθορίου είναι ο εμπλουτισμός του ουρανίου, ο οποίος άρχισε να εφαρμόζεται από το Πρόγραμμα Μανχάταν, κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου.
Εξαιτίας του υψηλού κόστους διαχωρισμού του καθαρού χημικού στοιχείου από τις ενώσεις του, σχεδόν σε όλες τις εμπορικές εφαρμογές του το φθόριο παραμένει σε μορφή κάποιας ένωσής του, κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Περίπου το μισό από την ποσότητα φθορίτη που εξορύσσεται χρησιμοποιείται στη χαλυβουργία. Το άλλο μισό μετατρέπεται σε υδροφθόριο, ένα επικίνδυνο οξύ, που είναι πρόδρομη ένωση για πολλά φθοριούχα χημικά προϊόντα. Η κύρια χρήση του υδροφθορίου είναι στη σύνθεση διαφόρων φθοριούχων οργανικών ενώσεων και στην παραγωγή κρυολίτη, ενός ανόργανου υλικού νευραλγικής σημασίας για την παραγωγή του αλουμινίου. Οι οργανικές ενώσεις του φθορίου έχουν πολύ υψηλή χημική και θερμική σταθερότητα. Οι εμπορικά σπουδαιότερες από τις οργανικές ενώσεις του φθορίου είναι διάφορα φθοριούχα ψυκτικά αέρια, και με τη μορφή του τεφλόν, η ηλεκτρική μόνωση και τα μαγειρικά σκεύη. Αρκετά σύγχρονα φαρμακευτικά, όπως η ατορβαστατίνη (Lipitor) και η φθορεξετίνη (Prozac), περιέχουν φθόριο. Τα φθοριούχα ανιόντα, όταν εφαρμόζονται απευθείας στα δόντια, μειώνουν τη φθορά τους. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται σε οδοντόκρεμες και στη φθορίωση του πόσιμου νερού. Η μεγαλύτερη σύγχρονη χρήση του στοιχειακού φθορίου είναι ο εμπλουτισμός ουρανίου, που ξεκίνησε κατά τη διάρκεια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου και πιο συγκεκριμένα με το Πρόγραμμα Μανχάταν. Οι παγκόσμιες πωλήσεις φθοριούχων χημικών προϊόντων εκτιμούνται σε πάνω από 15 δισεκατομμύρια δολάρια (ΗΠΑ) ετησίως.
Οι φθοράνθρακες είναι γενικά αέρια του θερμοκηπίου με δυναμικά παγκόσμιας θέρμανσης 100 ως 20.000 φορές μεγαλύτερα από το αντίστοιχο του διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Ειδικά το εξαφθοριούχο θείο (SF6), ένα μονωτικό αέριο που χρησιμοποιήθηκε σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, έχει δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης, περίπου 20.000 φορές μεγαλύτερο από το αντίστοιχο του διοξειδίου του άνθρακα. Επιπλέον, οι φθοριούχες οργανικές ενώσεις αντέχουν πολύ στο περιβάλλον, εξαιτίας της μεγάλης ισχύος του δεσμού άνθρακα - φθορίου. Το δυναμικό επίδρασης στην υγεία των περισσοτέρων επίμονων αυτών ενώσεων είναι ακαθόριστο. Ενώ μερικά φυτά και βακτήρια συνθέτουν φθοριούχες οργανικές ενώσεις ως αμυντικά δηλητήρια εναντίον των φυτοφάγων, το φθόριο δεν έχει μεταβολικό ρόλο στα θηλαστικά.
Είναι το πιο δραστικό από όλα τα στοιχεία. Για παράδειγμα, οξειδώνει ταχύτατα τους υδρογονάνθρακες σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ (συγκριτικά) το οξυγόνο χρειάζεται και κάποιο σπινθήρα για να αρχίσει την καύση. Γι' αυτό το στοιχειακό φθόριο είναι πάρα πολύ επικίνδυνο, πολύ περισσότερο από τα άλλα αλογόνα, ακόμη και από το χλώριο, που χρησιμοποιήθηκε ως χημικό όπλο κατά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο.