Сочинение про фтор по химии

Эссе по теме :

Фтор

Хрипко Елена 11 класс

ЭССЕ

ФТОР (лат. Fluorum), F, химический элемент с атомным номером 9, атомная масса 18,998403. Природный фтор состоит из одного стабильного нуклида 19F. Конфигурация внешнего электронного слоя 2s2p5. В соединениях проявляет только степень окисления –1 (валентность I). Фтор расположен во втором периоде в группе VIIА периодической системы элементов Менделеева, относится к галогенам.

1.Общая характеристика.

Радиус нейтрального атома фтора 0,064 нм, радиус иона F– 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) и 0,119 (6) нм (в скобках указано значение координационного числа). Энергии последовательной ионизации нейтрального атома фтора равны, соответственно, 17,422, 34,987, 62,66, 87,2 и 114,2 эВ. Сродство к электрону 3,448 эВ (самое большое среди атомов всех элементов). По шкале Полинга электроотрицательность фтора 4 (самое высокое значение среди всех элементов). Фтор — самый активный неметалл.

2.Свойства.

При обычных условиях фтор — газ (плотность 1,693 кг/м3) с резким запахом. Температура кипения –188,14°C, температура плавления –219,62°C. В твердом состоянии образует две модификации: a-форму, существующую от температуры плавления до –227,60°C, и b-форму, устойчивую при температурах, более низких, чем –227,60°C.

Как и другие галогены, фтор существует в виде двухатомных молекул F2. Межъядерное расстояние в молекуле 0,14165 нм. Молекулу F2 характеризует аномально низкая энергия диссоциации на атомы (158 кДж/моль), что, в частности, обусловливает высокую реакционную способность фтора.

Химическая активность фтора чрезвычайно велика. Из всех элементов со фтором не образуют фторидов только три легких инертных газа — гелий, неон и аргон. Во всех соединениях фтор проявляет только одну степень окисления –1.

Со многими простыми и сложными веществами фтор реагирует напрямую. Так, при контакте с водой фтор реагирует с ней (часто говорят, что «вода горит во фторе»):

2F2 + 2H2O = 4HF + O2.

Фтор реагирует со взрывом при простом контакте с водородом (H):

H2 + F2 = 2HF.

При этом образуется газ фтороводород HF, неограниченно растворимый в воде с образованием сравнительно слабой плавиковой кислоты.

Фтор вступает во взаимодействие с большинством неметаллов. Так, при реакции фтора с графитом образуются соединения общей формулы CFx, при реакции фтора с кремнием (Si) — фторид SiF4, с бором — трифторид BF3. При взаимодействии фтора с серой (S) образуются соединения SF6 и SF4 и т. д.

Известно большое число соединений фтора с другими галогенами, например, BrF3, IF7, ClF, ClF3 и другие, причем бром (Br) и иод (I) воспламеняются в атмосфере фтора при обычной температуре, а хлор (Cl) взаимодействует с фтором при нагревании до 200-250°С.

Не реагируют со фтором непосредственно, кроме указанных инертных газов, также азот (N), кислород (O), алмаз, углекислый и угарный газы.

Косвеным путем получен трифторид азота NF3 и фториды кислорода О2F2 и OF2, в которых кислород имеет необычные степени окисления +1 и +2.

При взаимодействии фтора с углеводородами происходит их деструкция, сопровождающаяся получением фторуглеводородов различного состава.

При небольшом нагревании (100-250°C) фтор реагирует с серебром (Ag), ванадием (V), рением (Re) и осмием (Os). С золотом (Au), титаном (Ti), ниобием (Nb),хромом (Cr) и некоторыми другими металлами реакция с участием фтора начинает протекать при температуре выше 300-350°C. С теми металлами, фториды которых нелетучи (алюминий (Al)железо (Fe), медь (Cu) и др.), фтор с заметной скоростью реагирует при температуре выше 400-500°C.

Некоторые высшие фториды металлов, например, гексафторид урана UF6, получают действуя фтором или таким фторирующим агентом, как BrF3, на низшие галогениды, например:

UF4 + F2 = UF6

Следует отметить, что уже упоминавшейся плавиковой кислоте HF соответствуют не только средние фториды типа NaF или СаF2, но и кислые фториды — гидрофториды типа NaHF2 и КНF2.

Синтезировано также большое число различных фторорганических соединений, в том числе и знаменитый тефлон — материал, представляющий собой полимер тетрафторэтилена.

История открытия:

История открытия фтора связана с минералом флюоритом, или плавиковым шпатом. Состав этого минерала, как сейчас известно, отвечает формуле CaF2, и он представляет собой первое содержащее фтор вещество, которое начал использовать человек. В давние времена было отмечено, что если флюорит добавить при выплавке металла к руде, то температура плавления руды и шлаков понижается, что значительно облегчает проведение процесса (отсюда название минерала — от лат. fluo — теку).

В 1771 году обработкой флюорита серной кислотой шведский химик К. Шееле приготовил кислоту, которую он назвал «плавиковой». Французский ученый А. Лавуазье предположил, что в состав этой кислоты входит новый химический элемент, который он предложил назвать «флуорем» (Лавуазье считал, что плавиковая кислота — это соединение флуория с кислородом, ведь, по мнению Лавуазье, все кислоты должны содержать кислород). Однако выделить новый элемент он не смог.

За новым элементом укрепилось название «флюор», которое отражено и в его латинском названии. Но длительные попытки выделить этот элемент в свободном виде успеха не имели. Многие ученые, пытавшиеся получить его в свободном виде, погибли при проведении таких опытов или стали инвалидами. Это и английские химики братья Т. и Г. Ноксы, и французы Ж.-Л. Гей-Люссак и Л. Ж. Тенар, и многие другие. Сам Г. Дэви, первым получивший в свободном виде натрий (Na), hкалий (K), кальций (Ca) и другие элементы, в результате экспериментов по получению фтора электролизом отравился и тяжело заболел. Вероятно, под впечатлением всех этих неудач в 1816 году для нового элемента было предложено хотя и сходное по звучанию, но совершенно другое по смыслу название — фтор (от греч. phtoros — разрушение, гибель). Это название элемента принято только в русском языке, французы и немцы продолжают называть фтор fluor, англичане — fluorine.

Получить фтор в свободном виде не смог и такой выдающийся ученый, как М. Фарадей. Только в 1886 году французский химик А. Муассан, используя электролиз жидкого фтороводорода HF, охлажденного до температуры –23°C (в жидкости должно содержаться немного фторида калия KF, который обеспечивает ее электропроводимость), смог на аноде получить первую порцию нового, чрезвычайно реакционноспособного газа. В первых опытах для получения фтора Муассан использовал очень дорогой электролизер, изготовленный из платины (Pt) и иридия (Ir). При этом каждый грамм полученного фтора «съедал» до 6 г платины. Позднее Муассан стал использовать значительно более дешевый медный электролизер. Фтор реагирует с медью (Cu), но при реакции образуется тончайшая пленка фторида, которая препятствует дальнейшему разрушению металла.

3.Получение.

На первой стадии получения фтора выделяют фтороводород HF. Приготовление фтороводорода и фтористоводородной (плавиковой) кислоты происходит, как правило, попутно с переработкой фторапатита на фосфорные удобрения. Образующийся при сернокислотной обработке фторапатита газообразный фтороводород далее собирают, сжижают и используют для проведения электролиза. Электролизу можно подвергать как жидкую смесь HF и KF (процесс осуществляется при температуре 15-20°C), так и расплав KH2F3 (при температуре 70-120°C) или расплав КНF2 (при температуре 245-310°C). В лаборатории для приготовления небольших количеств свободного фтора можно использовать или нагревание MnF4, при котором происходит отщепление фтора, или нагревание смеси K2MnF6 и SbF5:

2K2MnF6 + 4SbF5 = 4KSbF6 + 2MnF3 + F2.

Нахождение в природе: содержание фтора в земной коре довольно велико и составляет 0,095% по массе (значительно больше, чем ближайшего аналога фтора по группе — хлора (Cl)). Из-за высокой химической активности фтор в свободном виде, разумеется, не встречается. Важнейшие минералы фтора — это флюорит (плавиковый шпат), а также фторапатит 3Са3(РО4)2·СaF2 и криолит Na3AlF6. Фтор как примесь входит в состав многих минералов, содержится в подземных водах; в морской воде 1,3·10–4% фтора.

Применение: фтор широко применяют как фторирующий агент при получении различных фторидов (SF6, BF3, WF6 и других), в том числе и соединений инертных газов >ксенона (Xe) и криптона (Kr). Гексафторид урана UF6 применяется для разделения изотопов урана (U). Фтор используют в производстве тефлона, других фторопластов, фторкаучуков, фторсодержащих органических веществ и материалов, которые широко применяют в технике, особенно в тех случаях, когда требуется устойчивость к агрессивным средам, высокой температуре и т.п.

4.Биологическая роль:

В качестве микроэлемента фтор входит в состав всех организмов. У животных и человека фтор присутствует в костной ткани (у человека — 0,2-1,2%) и, особенно, в дентине и эмали зубов. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 2,6 г фтора; суточная потребность составляет 2-3 мг и удовлетворяется, главным образом, с питьевой водой. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. Поэтому соединения фтора добавляют в зубные пасты, иногда вводят в состав питьевой воды. Избыток фтора в воде, однако, тоже вреден для здоровья. Он приводит к флюорозу — изменению структуры эмали и костной ткани, деформации костей. ПДК для содержания в воде фторид-ионов составляет 0,7 мг/л. ПДК газообразного фтора в воздухе 0,03 мг/м3. Роль фтора в растениях неясна.

Обновлено: 11.03.2023

Написать эту небольшую заметку меня побудило желание рассказать об удивительном элементе, а также поведать о его органических соединениях, показать, насколько сильно введение фтора в молекулу может изменить её свойства. В этом наша научная группа убеждалась всякий раз, когда, разрабатывая методы сборки фторированных азотсодержащих гетероциклов, открывала новые неожиданные реакции.

Среди всех химических элементов ему больше всего подходит облик древнеримского бога Януса, имеющего, как известно, два лица. Он — обладатель уникальной реакционной способности, энергично взаимодействующий почти со всеми элементами, и в то же время его соединения характеризуются высокой химической стойкостью. Он возглавляет 17 группу таблицы элементов и самый распространённый в земной коре среди всех галогенов, несмотря на то, что в индивидуальном виде был получен последним из них (не считая, разумеется, радиоактивных астата и теннессина). Будучи самым электроотрицательным элементом, позволяет достаточно уверенно предсказывать его влияние на свойства молекулы, хотя до сих пор любит преподносить учёным сюрпризы. Он — необходимый для здоровья человека элемент и одновременно чрезвычайно токсичное вещество. Он был наречён задолго до того, как его удалось выделить в чистом виде. Его греческое имя φθόριος переводится как ‘разрушающий’, но более распространено его латинское название fluorum, означающее ‘текущий’. Конечно же, речь о фторе. Так кто же он — разрушитель или созидатель?

Нобелевский лауреат по химии Фердинанд Фредерик Анри Муассан, впервые выделивший фтор. Фото: sv:Generalstabens litografiska anstalt / Wikimedia Commons / PD

История химии фтора действительно полна драматических страниц. Многие естествоиспытатели сильно пострадали, поплатившись здоровьем, а иногда и жизнью, пытаясь выделить этот элемент! Среди них — выдающиеся химики, имена которых хорошо известны каждому со школьной скамьи: швед Карл Вильгельм Шееле (1742–1786), англичане Хэмфри Дэви (1778–1829) и Джордж Гор (1826–1908), французские учёные Андре-Мари Ампер (1775–1836), Жозеф-Луи Гей-Люссак (1778–1850), Луи Жак Тенар (1777–1857), Эдмон Фреми (1814–1894) и Джером Никлес (1820–1869), бельгиец Полен Луе (1818–1850) и братья Томас и Джордж Нокс из Ирландии. Укротить этого химического дракона оказалось по силам лишь знаменитому французскому химику Анри Муассану (1852–1907).

Анри Муассан получает фтор в своей лаборатории в Фармацевтической школе в Париже. Факсимиле мгновенной фотографии со вспышкой порошка из статьи de G. Tissandier // La Nature, 875, 22 fevrier 1890, p. 177

Для проверки высказанной гипотезы Академия наук создала комиссию, в которую вошли самые именитые химики страны — Марселен Бертло, Анри Дебре и Эдмон Фреми. Муассан тщательно готовился к контрольному эксперименту. Специально для демонстрации опыта он получил очень чистый безводный фтороводород, что представляло немалые трудности. Вот как описывал этот процесс сам учёный:

Однако сегодня химия органических соединений фтора — одна из привлекательных областей исследований химиков мира. Может показаться странным, что соединения, молекулы которых содержат связь углерод — фтор, очень редко встречаются в природе: к настоящему времени известно не более трёх десятков таких веществ. Среди них — фторуксусная кислота и её производные, выделенные из южноафриканских растений; фторацетон, содержащийся в произрастающих в Австралии низкорослых деревцах Acacia georginae; производные 5-фторурацила, известного противоопухолевого препарата, выделенные из собранной в Южно-Китайском море губки Phakellia fusca; несколько фторсодержащих жирных кислот, например ω-фторолеиновая, обнаруженных в масле семян кустарника Dichapetalum toxicarium, произрастающего в Сьерра-Леоне. Все эти природные фторорганические соединения чрезвычайно токсичны, а содержащие их растения, бактерии и грибы занимают верхние строчки рейтинга самых смертоносных в мире.

Некоторые природные соединения, молекулы которых содержат связь углерод — фтор. Эти фторорганические соединения чрезвычайно токсичны

Несмотря на то что соединения фтора очень редко встречаются в природе, они играют исключительно важную роль в жизни человека. И если природные фторсодержащие вещества можно буквально пересчитать по пальцам, то число полученных химиками фторорганических производных уже перевалило за миллион! Таким образом, получается, что органическая химия этих соединений практически полностью создана человеком! Где же встречаются фторсодержащие продукты? В ответ на этот вопрос наверняка можно услышать: в зубной пасте или в покрытиях сковородок. Однако фторсодержащие вещества — это не только органический (аминофторид) либо минеральный (монофторфосфат или фторид натрия) компонент зубной пасты или антипригарное тефлоновое покрытие. Органические соединения фтора сегодня широко используются для разработки новых лекарственных средств и создания материалов с уникальными свойствами. По иронии судьбы, хотя элементарный фтор токсичен для всего живого, фторсодержащие препараты всё шире используются в медицинской практике. Если полвека назад доля таких лекарств составляла лишь 2%, то сегодня молекулы около трети всех выпускаемых агрохимикатов и фармацевтических препаратов содержат хотя бы один атом фтора, причём 20% их появилось на рынке в первое десятилетие нового столетия.

Фторорганические производные полезны при профилактике кариеса и изготовлении биокерамических протезов (ортопедических и зубных имплантатов), при лечении больных малярией, сердечно-сосудистыми, онкологическими и многими другими заболеваниями.

Некоторые из этих препаратов успешно применяются уже не одно десятилетие. Синтезированный в середине 50-х годов прошлого века 5-фторурацил, как производное пиримидиновых оснований — органических азотсодержащих гетероциклов, входящих в состав нуклеиновых кислот, сразу привлёк внимание медиков. Оказалось, что замена лишь одного атома водорода на фтор в молекуле урацила приводит к созданию цитостатика, проявляющего высокую антиметаболическую активность.

Фторсодержащие лекарственные препараты широко используются для лечения разных заболеваний. В числе таких лекарств 5-фторурацил, целекоксиб, флуоксетин, аторвастатин, ципрофлоксацин

Активность фторсодержащих лекарств — в частности одного из самых популярных антидепрессантов флуоксетина, выпускаемого уже более 30 лет, часто прописываемого терапевтами в качестве гиполипидимического средства группы статинов аторвастатина, антибактериального препарата широкого спектра действия ципрофлоксацина и других — как полагают, связана с присутствием в молекуле одного или нескольких атомов фтора. Почему же введение фтора или фторсодержащей группы (чаще всего CF₃) в молекулу так изменяет физические, химические и биологические свойства исходного соединения? Поиск ответа на этот вопрос чрезвычайно важен для разработки новых лекарственных препаратов.

Химия органических производных фтора никого не оставляет равнодушным. Каждый год химики мира синтезируют десятки тысяч новых фторорганических соединений. Учёные многих стран, ведущие исследования в этой области, ежегодно встречаются на научных форумах, чтобы поделиться достигнутыми успехами и наметить пути дальнейшего развития удивительной химии необычного элемента, занимающего девятую клеточку Периодической таблицы. И хотя за последние годы учёные существенно продвинулись в понимании уникальных и загадочных свойств фтора, несомненно, этот необычный элемент хранит ещё много тайн.

* Липофильность (от греческого λιπος — ‘жир’ и φιλος — ‘дружественный’) — способность химического соединения растворяться в жирах, маслах и неполярных растворителях.

ФТОР (лат. Fluorum), F, химическийэлемент с атомным номером 9, атомная масса 18,998403. Природный фтор состоит изодного стабильного нуклида 19F. Конфигурация внешнего электронного слоя 2s2p5.В соединениях проявляет только степень окисления –1 (валентность I). Фторрасположен во втором периоде в группе VIIА периодической системы элементовМенделеева, относится к галогенам.

1.Общая характеристика.

Радиус нейтрального атома фтора0,064 нм, радиус иона F– 0,115 (2), 0,116 (3), 0,117 (4) и 0,119 (6)нм (в скобках указано значение координационного числа). Энергиипоследовательной ионизации нейтрального атома фтора равны, соответственно,17,422, 34,987, 62,66, 87,2 и 114,2 эВ. Сродство к электрону 3,448 эВ (самоебольшое среди атомов всех элементов). По шкале Полинга электроотрицательностьфтора 4 (самое высокое значение среди всех элементов). Фтор — самый активныйнеметалл.

При обычных условиях фтор — газ(плотность 1,693 кг/м3) с резким запахом. Температура кипения–188,14°C, температура плавления –219,62°C. В твердом состоянии образует двемодификации: a-форму, существующую от температуры плавления до –227,60°C, иb-форму, устойчивую при температурах, более низких, чем –227,60°C.

Как и другие галогены, фторсуществует в виде двухатомных молекул F2. Межъядерное расстояние в молекуле0,14165 нм. Молекулу F2 характеризует аномально низкая энергия диссоциации наатомы (158 кДж/моль), что, в частности, обусловливает высокую реакционнуюспособность фтора.

Химическая активность фтора чрезвычайновелика. Из всех элементов со фтором не образуют фторидов только три легкихинертных газа — гелий, неон и аргон. Во всех соединениях фтор проявляет толькоодну степень окисления –1.

2F2 + 2H2O =4HF + O2.

Фтор реагирует со взрывом припростом контакте с водородом (H):

При этом образуется газ фтороводородHF, неограниченно растворимый в воде с образованием сравнительно слабойплавиковой кислоты.

Фтор вступает во взаимодействие сбольшинством неметаллов. Так, при реакции фтора с графитом образуютсясоединения общей формулы CFx, при реакции фтора с кремнием (Si) —фторид SiF4, с бором — трифторид BF3. При взаимодействиифтора с серой (S) образуются соединения SF6 и SF4 и т. д.

Известно большое число соединенийфтора с другими галогенами, например, BrF3, IF7, ClF, ClF3и другие, причем бром (Br) и иод (I) воспламеняются в атмосфере фтора приобычной температуре, а хлор (Cl) взаимодействует с фтором при нагревании до200-250°С.

Не реагируют со фторомнепосредственно, кроме указанных инертных газов, также азот (N), кислород (O),алмаз, углекислый и угарный газы.

Косвеным путем получен трифторидазота NF3 и фториды кислорода О2F2 и OF2,в которых кислород имеет необычные степени окисления +1 и +2.

При взаимодействии фтора суглеводородами происходит их деструкция, сопровождающаяся получениемфторуглеводородов различного состава.

При небольшом нагревании (100-250°C)фтор реагирует с серебром (Ag), ванадием (V), рением (Re) и осмием (Os). Сзолотом (Au), титаном (Ti), ниобием (Nb), хромом (Cr) и некоторыми другимиметаллами реакция с участием фтора начинает протекать при температуре выше 300-350°C.С теми металлами, фториды которых нелетучи (алюминий (Al)железо (Fe), медь (Cu)и др.), фтор с заметной скоростью реагирует при температуре выше 400-500°C.

Некоторые высшие фториды металлов,например, гексафторид урана UF6, получают действуя фтором или такимфторирующим агентом, как BrF3, на низшие галогениды, например:

Следует отметить, что ужеупоминавшейся плавиковой кислоте HF соответствуют не только средние фторидытипа NaF или СаF2, но и кислые фториды — гидрофториды типа NaHF2и КНF2.

Синтезировано также большое числоразличных фторорганических соединений, в том числе и знаменитый тефлон —материал, представляющий собой полимер тетрафторэтилена.

История открытия фтора связана сминералом флюоритом, или плавиковым шпатом. Состав этого минерала, как сейчасизвестно, отвечает формуле CaF2, и он представляет собой первоесодержащее фтор вещество, которое начал использовать человек. В давние временабыло отмечено, что если флюорит добавить при выплавке металла к руде, тотемпература плавления руды и шлаков понижается, что значительно облегчаетпроведение процесса (отсюда название минерала — от лат. fluo — теку).

На первой стадии получения фторавыделяют фтороводород HF. Приготовление фтороводорода и фтористоводородной(плавиковой) кислоты происходит, как правило, попутно с переработкойфторапатита на фосфорные удобрения. Образующийся при сернокислотной обработкефторапатита газообразный фтороводород далее собирают, сжижают и используют дляпроведения электролиза. Электролизу можно подвергать как жидкую смесь HF и KF(процесс осуществляется при температуре 15-20°C), так и расплав KH2F3(при температуре 70-120°C) или расплав КНF2 (при температуре245-310°C). В лаборатории для приготовления небольших количеств свободногофтора можно использовать или нагревание MnF4, при котором происходитотщепление фтора, или нагревание смеси K2MnF6 и SbF5:

2K2MnF6+ 4SbF5 = 4KSbF6 + 2MnF3 + F2.

Нахождение в природе: содержаниефтора в земной коре довольно велико и составляет 0,095% по массе (значительнобольше, чем ближайшего аналога фтора по группе — хлора (Cl)). Из-за высокойхимической активности фтор в свободном виде, разумеется, не встречается.Важнейшие минералы фтора — это флюорит (плавиковый шпат), а также фторапатит3Са3(РО4)2·СaF2 и криолит Na3AlF6.Фтор как примесь входит в состав многих минералов, содержится в подземных водах;в морской воде 1,3·10–4% фтора.

Применение: фтор широко применяюткак фторирующий агент при получении различных фторидов (SF6, BF3,WF6 и других), в том числе и соединений инертных газов >ксенона(Xe) и криптона (Kr). Гексафторид урана UF6 применяется дляразделения изотопов урана (U). Фтор используют в производстве тефлона, другихфторопластов, фторкаучуков, фторсодержащих органических веществ и материалов,которые широко применяют в технике, особенно в тех случаях, когда требуетсяустойчивость к агрессивным средам, высокой температуре и т.п.

4.Биологическая роль:

В качестве микроэлемента фтор входитв состав всех организмов. У животных и человека фтор присутствует в костнойткани (у человека — 0,2-1,2%) и, особенно, в дентине и эмали зубов. В организмесреднего человека (масса тела 70 кг) содержится 2,6 г фтора; суточнаяпотребность составляет 2-3 мг и удовлетворяется, главным образом, с питьевойводой. Недостаток фтора приводит к кариесу зубов. Поэтому соединения фторадобавляют в зубные пасты, иногда вводят в состав питьевой воды. Избыток фтора вводе, однако, тоже вреден для здоровья. Он приводит к флюорозу — изменениюструктуры эмали и костной ткани, деформации костей. ПДК для содержания в водефторид-ионов составляет 0,7 мг/л. ПДК газообразного фтора в воздухе 0,03 мг/м3.Роль фтора в растениях неясна.

Фтор (устар. флюор ; F, лат. fluorum ) — химический элемент 17-й группы, второго периода периодической системы (по устаревшей короткой форме периодической системы принадлежит к главной подгруппе VII группы, или к группе VIIA) с атомным номером 9. Самый химически активный неметалл и сильнейший окислитель, самый лёгкий элемент из группы галогенов. Как простое вещество при нормальных условиях фтор представляет собой двухатомный газ (формула F₂) бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор. Токсичен.

Содержание

• 1 История
  • 1.1 Происхождение названия
  • 3.1 Электронное строение
    • 3.1.1 Строение молекулы
    • 3.3.1 Ядерные свойства изотопов фтора
    • 3.3.2 Магнитные свойства ядер
    • 5.1 Лабораторный метод
    • 5.2 Промышленный метод
    • 7.1 Ракетная техника
    • 7.2 Применение в медицине

    

    История

    Как химический элемент, входящий в состав плавиковой кислоты, фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь 76 лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₂.

    Происхождение названия

    Распространение в природе

    Содержание фтора в атомных процентах в природе показано в таблице:

    Объект	Содержание
    Почва	0,02
    Воды рек	0,00002
    Воды океана	0,0001
    Зубы человека	0,01

    В природе значительные скопления фтора содержатся, в основном, в минерале флюорите (CaF₂), содержащем по массе 51,2 % Ca и 48,8 % F. Кларк в земной коре 650 г/т.

    Из растений относительно богаты фтором чечевица и лук.

    В почве фтор накапливается в результате вулканической деятельности, в составе вулканических газов обычно содержится большое количество фтороводорода.

    Физические свойства

    При нормальных условиях представляет собой бледно-жёлтый газ. В малых концентрациях в воздухе его запах напоминает одновременно озон и хлор. Очень агрессивен и ядовит.

    Фтор имеет аномально низкую температуру кипения (85,03 К, −188,12 °C) и плавления (53,53 К, −219,70 °C). Это связано с тем, что фтор не имеет d-подуровня и не способен образовывать полуторные связи, в отличие от остальных галогенов (кратность связи в остальных галогенах примерно 1,1).

    Ниже температуры плавления образует кристаллы бледно-жёлтого цвета.

    Электронное строение

    Электронная конфигурация атома фтора: 1s 2 2s 2 2p 5 .

    Атомы фтора в соединениях могут проявлять степень окисления, равную −1. Положительные степени окисления в соединениях неизвестны, так как фтор является самым электроотрицательным элементом.

    Квантовохимический терм атома фтора — 2 P_3/2.

    Строение молекулы

    

    С точки зрения теории молекулярных орбиталей, строение двухатомной молекулы фтора можно охарактеризовать следующей диаграммой. В молекуле присутствует 4 связывающих орбитали и 3 разрыхляющих. Порядок связи в молекуле равен 1.

    Кристаллы

    

    Фтор образует молекулярные кристаллы с двумя кристаллическими модификациями, стабильными при атмосферном давлении:

    Фазовый переход между этими кристаллическими фазами фтора более экзотермичен, чем затвердевание жидкого фтора. Фаза ромбической сингонии у твёрдого фтора не обнаружена, в отличие от всех прочих галогенов. Молекулы α -фтора разупорядочены по направлению. Длина связи F—F в молекулах составляет 0,1404(12) нм .

    Даже при столь низких температурах взаимодействие кристаллов фтора со многими веществами приводит к взрыву.

    Изотопный состав

    Фтор является моноизотопным элементом: в природе существует только один стабильный изотоп фтора 19 F. Известны ещё 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31, и один ядерный изомер — 18m F. Самым долгоживущим из радиоактивных изотопов фтора является 18 F с периодом полураспада 109,771 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

    Ядерные свойства изотопов фтора

    Изотоп	Относительная масса, а. е. м.	Период полураспада	Тип распада	Ядерный спин	Ядерный магнитный момент
    17 F	17,0020952	64,5 c	β + -распад в 17 O	5/2	4,722
    18 F	18,000938	1,83 часа	β + -распад в 18 O	1
    19 F	18,99840322	Стабилен	—	1/2	2,629
    20 F	19,9999813	11 c	β − -распад в 20 Ne	2	2,094
    21 F	20,999949	4,2 c	β − -распад в 21 Ne	5/2
    22 F	22,00300	4,23 c	β − -распад в 22 Ne	4
    23 F	23,00357	2,2 c	β − -распад в 23 Ne	5/2

    Магнитные свойства ядер

    Ядра изотопа 19 F имеют полуцелый спин, поэтому возможно применение этих ядер для ЯМР-исследований молекул. Спектры ЯМР- 19 F являются достаточно характеристичными для фторорганических соединений.

    Химические свойства

    Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (кроме фторидов в высших степенях окисления и редких исключений — фторопластов) и с большинством из них — с горением и взрывом. Образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона, аргона.

    К воздействию фтора при комнатной температуре устойчивы некоторые металлы за счёт образования на их поверхности плотной плёнки фторида, тормозящей реакцию со фтором, например, Al, Mg, Cu, Ni. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву в кварцевых сосудах даже при очень низких температурах (до −252 °C), в магниевых сосудах для начала реакции нужен небольшой нагрев.

    В атмосфере фтора горят даже вода и платина.

    Продукты реакции фтора с водой, в зависимости от условий её протекания, могут различаться:

    К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:

    Фтор также способен окислять в электрическом разряде кислород, образуя дифторид кислорода OF₂ и диоксидифторид O₂F₂. Под давлением или при облучении ультрафиолетом реагирует с криптоном и ксеноном с образованием фторидов благородных газов.

    Во всех соединениях фтор проявляет степень окисления −1. Чтобы фтор проявлял положительную степень окисления, требуется создание эксимерных молекул или иные экстремальные условия. Это требует искусственной ионизации атомов фтора.

    Не реагирует с гелием, неоном, аргоном, азотом, кислородом, тетрафторметаном. При комнатной температуре не реагирует с сухим сульфатом калия, углекислым газом и закисью азота. Без примеси фтороводорода при комнатной температуре не действует на стекло.

    Получение

    

    Промышленный способ получения фтора включает добычу и обогащение флюоритовых руд, сернокислотное разложение их концентрата с образованием безводного HF и его электролитическое разложение.

    Для лабораторного получения фтора используют разложение некоторых соединений, но все они не встречаются в природе в достаточном количестве, и их получают с помощью свободного фтора.

    Лабораторный метод

    • В лабораторных условиях фтор можно получать с помощью показанной установки. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF, помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород — из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальция со смазкой из оксида свинца(II) и глицерина.
    • В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K₂MnF₆ и SbF₅ при 150 °C:

    Хотя этот метод не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен; кроме того, все компоненты для данных реакций могут быть получены без использования газообразного фтора.

    Также для лабораторного получения фтора можно использовать нагрев фторида кобальта(III) до 300 °C, разложение фторидов серебра и некоторые другие способы.

    Промышленный метод

    Промышленное производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·2HF (часто с добавлениями фторида лития), который образуется при насыщении расплава KF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF. Процесс электролиза проводят при температурах около 100 °C в стальных электролизёрах со стальным катодом и угольным анодом.

    Хранение

    Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали (это возможно потому, что эти металлы и сплавы покрываются плёнкой фторидов, которая защищает от дальнейшей реакции с фтором).

    Применение

    Фтор используется для получения:

    • фреонов — широко распространённых хладагентов;
    • фторопластов — химически инертных полимеров;
    • элегаза SF₆ — газообразного изолятора, применяемого в высоковольтной электротехнике;
    • гексафторида урана UF₆, применяемого для разделения изотопов урана в ядерной промышленности;
    • гексафтороалюмината натрия — электролита для получения алюминия электролизом;
    • фторидов металлов (например, W и V), которые обладают некоторыми полезными свойствами;

    

    Ракетная техника

    Фтор и некоторые его соединения являются сильными окислителями, поэтому могут применяться в качестве окислителя в ракетных топливах. Очень высокая эффективность фтора вызывала значительный интерес к нему и его соединениям. На заре космической эры в СССР и других странах существовали программы исследования фторсодержащих ракетных топлив. Однако продукты горения с фторсодержащими окислителями токсичны. Поэтому топлива на основе фтора не получили распространения в современной ракетной технике.

    Применение в медицине

    Фторированные углеводороды (например перфтордекалин) применяются в медицине как кровезаменители. Существует множество лекарств, содержащих фтор в структуре (фторотан, фторурацил, флуоксетин, галоперидол и др.). Фториды натрия, калия и др. применяются для профилактики кариеса (см. ниже).

    Биологическая и физиологическая роль

    Фтор является жизненно необходимым для организма элементом. В организме человека фтор в основном содержится в эмали зубов в составе фторапатита — Ca₅F(PO₄)₃ — и в костях. Общее содержание составляет 2,6 г, в том числе в костях 2,5 г. Нормальное суточное поступление фтора в организм человека равно 2,5—3,5 мг. При недостаточном (менее 0,5 мг/литр питьевой воды) или избыточном (более 1 мг/литр) потреблении фтора организмом могут развиваться заболевания зубов: кариес и флюороз (крапчатость эмали) и остеосаркома, соответственно.

    Малое содержание фтора разрушает эмаль за счёт вымывания фтора из фторапатита с образованием гидроксоапатита, и наоборот.

    Для профилактики кариеса рекомендуется использовать зубные пасты с добавками фторидов (натрия и/или олова) или употреблять фторированную воду (до концентрации 1 мг/л), или применять местные аппликации 1—2 % раствором фторида натрия или фторида олова. Такие действия могут сократить вероятность появления кариеса на 30—50 %.

    Предельно допустимая концентрация связанного фтора (в виде фторидов и фторорганических соединений) в воздухе промышленных помещений равна 0,0005 мг/литр воздуха.

    Токсикология

    Фтор представляет собой чрезвычайно агрессивное ядовитое вещество. Является сильным окислителем. Раздражающие свойства в несколько раз сильнее, чем у фтороводорода. Резорбтивное действие объясняется возможностью фтора вступать в свободнорадикальные реакции с тканями организма. Контакт кожи с газом в течение 2 секунд вызывает термический ожог II степени; воздействие в концентрации 0,15-0,30 мг/л приводит к раздражению открытых участков кожи. При обследовании 252 человек, подвергающихся воздействию фтора, у 57 обнаружены конъюнктивиты или экзема век.

    Общая характеристика фтора

    Фтор является элементом XVII группы II периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 9. Принятое обозначение – F (от латинского Fluorum).

    

    Нахождение в природе

    Фтор в природе находится как правило в минерале под названием флюорит, который встречается в небольших количествах в почве и водах рек и океанов.

    Физические и химические свойства

    Фтор является химически активным неметаллом, это самый лёгкий галоген, представляет собой бледно-жёлтый газ с резким запахом, является агрессивным и ядовитым (calorizator). Температура плавления фтора – аномально низкая, поэтому элемент хранится в жидком или газообразном состоянии.

    

    Суточная потребность во фторе

    Суточная норма во фторе увеличивается по мере роста человека, от 0,5 до 0,9 мг у детей и 1,5-4 мг у взрослых женщин и мужчин.

    Продукты питания богатые фтором

    

    Полезные свойства фтора и его влияние на организм

    Фтор в организме человека:

    • укрепляет иммунитет, костный скелет и зубную эмаль,
    • обеспечивает рост волос и ногтей,
    • стимулирует процессы кроветворения,
    • выводит радикалы и тяжёлые металлы,
    • предупреждает развитие остеопороза,
    • предотвращает развитие кариеса.

    

    Признаки нехватки фтора

    Основными признаками нехватки фтора являются заболевания зубов и дёсен – пародонтоз и кариес.

    Признаки избытка фтора

    Признаками переизбытка фтора в организме человека являются замедление обмена веществ, поражение эмали зубов, деформация костей скелета, тошнота и рвота.

    

    Применение фтора в жизни

    Основное применение фтор находит как сильный окислитель в производстве ракетного топлива и химических полимеров, в медицине используется как кровезаменитель и ингредиент многих лекарственных препаратов.

    Читайте также:

      

    • Сочинение по картине возвращение костецкий 4 класс

      

    • Сочинение на тему эраст положительный или отрицательный герой

      

    • Моя идеальная школа сочинение по обществознанию 5 класс

      

    • Сочинение по картине волейбол

      

    • Привет старик ты там доходишь на работе сочинение егэ

История

Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF₂ — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту. При обработке минерала флюорита CaF₂ серной кислотой он выделил HF в виде водного раствора. Это событие рассматривается в истории химии как открытие фтора. Аналогию с хлором предложил в 1810 г. Андре Ампер, его поддержал Гемфри Дэви. Дэви изучил растворения стекла в плавиковой кислоте.

Как химический элемент, входящий в состав плавиковой кислоты, фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь 76 лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₂.

Происхождение названия

Название «фтор» (от др.-греч. φθόρος — «разрушение, порча, вред»), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от лат. fluorum (от fluere — «течь», — по способности некоторых соединений фтора, например флюорита (CaF₂), понижать температуру плавления металлургического шлака, образующегося при восстановлении металлов из руд, и увеличивать его текучесть.

Распространение в природе

Содержание фтора в атомных процентах в природе показано в таблице:

Объект	Содержание
Почва	0,02
Воды рек	0,00002
Воды океана	0,0001
Зубы человека	0,01

В природе значительные скопления фтора содержатся, в основном, в минерале флюорите (CaF₂), содержащем по массе 51,2 % Ca и 48,8 % F. Кларк в земной коре 650 г/т.

Из растений относительно богаты фтором чечевица и лук.

В почве фтор накапливается в результате вулканической деятельности, в составе вулканических газов обычно содержится большое количество фтороводорода.

Физические свойства

При нормальных условиях представляет собой бледно-жёлтый газ. В малых концентрациях в воздухе его запах напоминает одновременно озон и хлор. Очень агрессивен и ядовит.

Фтор имеет аномально низкую температуру кипения (85,03 К, −188,12 °C) и плавления (53,53 К, −219,70 °C). Это связано с тем, что фтор не имеет d-подуровня и не способен образовывать полуторные связи, в отличие от остальных галогенов (кратность связи в остальных галогенах примерно 1,1).

Ниже температуры плавления образует кристаллы бледно-жёлтого цвета.

Электронное строение

Электронная конфигурация атома фтора: 1s²2s²2p⁵.

Атомы фтора в соединениях могут проявлять степень окисления, равную −1. Положительные степени окисления в соединениях неизвестны, так как фтор является самым электроотрицательным элементом.

Квантовохимический терм атома фтора — ²P_3/2.

Строение молекулы

С точки зрения теории молекулярных орбиталей, строение двухатомной молекулы фтора можно охарактеризовать следующей диаграммой. В молекуле присутствует 4 связывающих орбитали и 3 разрыхляющих. Порядок связи в молекуле равен 1.

Кристаллы

Фтор образует молекулярные кристаллы с двумя кристаллическими модификациями, стабильными при атмосферном давлении:

• α-фтор, непрозрачный, твёрдый и хрупкий, существует при температуре ниже 45,6 K, кристаллическая решётка моноклинной сингонии, пространственная группа C 2/c, параметры ячейки a = 0,54780(12) нм, b = 0,32701(7) нм, c = 0,72651(17) нм, β = 102,088(18)°, Z = 4, d = 1,98 г/см³ с объёмом элементарной ячейки 0,12726(5) нм³ (при 10 К);
• β-фтор, прозрачный и менее плотный и твёрдый, существует в интервале температур от 45,6 К до точки плавления 53,53 K, кристаллическая решётка кубической сингонии (примитивная решётка), пространственная группа Pm3n, параметры ячейки a = 0,65314(15) нм, Z = 8, d = 1,81 г/см³ с объёмом элементарной ячейки 0,27862(11) нм³ (при 48 К), решётка изотипична γ-фазе O₂ и δ-фазе N₂. Следует отметить, что в раннем (но единственном проведённом до 2019 года) эксперименте по изучению структуры β-фтора рентгенографическая плотность кристалла была оценена как 1,70(5) г/см³, и эта плотность твёрдого фтора цитируется в большинстве справочников. Более точное современное измерение даёт 1,8104(12) г/см³.

Фазовый переход между этими кристаллическими фазами фтора более экзотермичен, чем затвердевание жидкого фтора. Фаза ромбической сингонии у твёрдого фтора не обнаружена, в отличие от всех прочих галогенов. Молекулы α-фтора разупорядочены по направлению. Длина связи F—F в молекулах составляет 0,1404(12) нм.

Даже при столь низких температурах взаимодействие кристаллов фтора со многими веществами приводит к взрыву.

Изотопный состав

Основная статья: Изотопы фтора

Фтор является моноизотопным элементом: в природе существует только один стабильный изотоп фтора ¹⁹F. Известны ещё 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31, и один ядерный изомер — ^18mF. Самым долгоживущим из радиоактивных изотопов фтора является ¹⁸F с периодом полураспада 109,771 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

Ядерные свойства изотопов фтора

Изотоп	Относительная масса, а. е. м.	Период полураспада	Тип распада	Ядерный спин	Ядерный магнитный момент
17F	17,0020952	64,5 c	β+-распад в 17O	5/2	4,722
18F	18,000938	1,83 часа	β+-распад в 18O	1
19F	18,99840322	Стабилен	—	1/2	2,629
20F	19,9999813	11 c	β−-распад в 20Ne	2	2,094
21F	20,999949	4,2 c	β−-распад в 21Ne	5/2
22F	22,00300	4,23 c	β−-распад в 22Ne	4
23F	23,00357	2,2 c	β−-распад в 23Ne	5/2

Магнитные свойства ядер

Ядра изотопа ¹⁹F имеют полуцелый спин, поэтому возможно применение этих ядер для ЯМР-исследований молекул. Спектры ЯМР-¹⁹F являются достаточно характеристичными для фторорганических соединений.

Химические свойства

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (кроме фторидов в высших степенях окисления и редких исключений — фторопластов) и с большинством из них — с горением и взрывом. Образует соединения со всеми химическими элементами, кроме гелия, неона, аргона.

К воздействию фтора при комнатной температуре устойчивы некоторые металлы за счёт образования на их поверхности плотной плёнки фторида, тормозящей реакцию со фтором, например, Al, Mg, Cu, Ni. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву в кварцевых сосудах даже при очень низких температурах (до −252 °C), в магниевых сосудах для начала реакции нужен небольшой нагрев.

В атмосфере фтора горят даже вода и платина.

Продукты реакции фтора с водой, в зависимости от условий её протекания, могут различаться:

 2F₂ + 2H₂O → 4HF↑ + O₂↑

 12F₂ + 11H₂O → 19HF↑ + H₂O₂ + HOF ↑ + O₂↑ + O₃↑ + OF₂ ↑ + O₂F₂↑ 

 Pt + 2F₂  →^350−400oC   PtF₄

К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:

 2CoF₃ → 2CoF₂ + F₂↑

 2MnF₄ → 2MnF₃ + F₂↑

Фтор также способен окислять в электрическом разряде кислород, образуя дифторид кислорода OF₂ и диоксидифторид O₂F₂. Под давлением или при облучении ультрафиолетом реагирует с криптоном и ксеноном с образованием фторидов благородных газов.

Во всех соединениях фтор проявляет степень окисления −1. Чтобы фтор проявлял положительную степень окисления, требуется создание эксимерных молекул или иные экстремальные условия. Это требует искусственной ионизации атомов фтора.

Не реагирует с гелием, неоном, аргоном, азотом, кислородом, тетрафторметаном. При комнатной температуре не реагирует с сухим сульфатом калия, углекислым газом и закисью азота. Без примеси фтороводорода при комнатной температуре не действует на стекло.

Получение

Промышленный способ получения фтора включает добычу и обогащение флюоритовых руд, сернокислотное разложение их концентрата с образованием безводного HF и его электролитическое разложение.

Для лабораторного получения фтора используют разложение некоторых соединений, но все они не встречаются в природе в достаточном количестве, и их получают с помощью свободного фтора.

Лабораторный метод

• В лабораторных условиях фтор можно получать с помощью показанной установки. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF, помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород — из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальция со смазкой из оксида свинца(II) и глицерина.
• В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K₂MnF₆ и SbF₅ при 150 °C:

 2K₂MnF₆ + 4SbF₅ → 4KSbF₆ + 2MnF₃ + F₂↑

Хотя этот метод не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен; кроме того, все компоненты для данных реакций могут быть получены без использования газообразного фтора.

Также для лабораторного получения фтора можно использовать нагрев фторида кобальта(III) до 300 °C, разложение фторидов серебра и некоторые другие способы.

Промышленный метод

Промышленное производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·2HF (часто с добавлениями фторида лития), который образуется при насыщении расплава KF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF. Процесс электролиза проводят при температурах около 100 °C в стальных электролизёрах со стальным катодом и угольным анодом.

Хранение

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали (это возможно потому, что эти металлы и сплавы покрываются плёнкой фторидов, которая защищает от дальнейшей реакции с фтором).

Применение

Фтор используется для получения:

• фреонов — широко распространённых хладагентов;
• фторопластов — химически инертных полимеров;
• элегаза SF₆ — газообразного изолятора, применяемого в высоковольтной электротехнике;
• гексафторида урана UF₆, применяемого для разделения изотопов урана в ядерной промышленности;
• гексафтороалюмината натрия — электролита для получения алюминия электролизом;
• фторидов металлов (например, W и V), которые обладают некоторыми полезными свойствами;

Ракетная техника

Основная статья: Соединения фтора в ракетной технике

Фтор и некоторые его соединения являются сильными окислителями, поэтому могут применяться в качестве окислителя в ракетных топливах. Очень высокая эффективность фтора вызывала значительный интерес к нему и его соединениям. На заре космической эры в СССР и других странах существовали программы исследования фторсодержащих ракетных топлив. Однако продукты горения с фторсодержащими окислителями токсичны. Поэтому топлива на основе фтора не получили распространения в современной ракетной технике.

Применение в медицине

Основная статья: Соединения фтора в медицине

Фторированные углеводороды (например перфтордекалин) применяются в медицине как кровезаменители. Существует множество лекарств, содержащих фтор в структуре (фторотан, фторурацил, флуоксетин, галоперидол и др.). Фториды натрия, калия и др. применяются для профилактики кариеса (см. ниже).

Биологическая и физиологическая роль

Фтор является жизненно необходимым для организма элементом. В организме человека фтор в основном содержится в эмали зубов в составе фторапатита — Ca₅F(PO₄)₃ — и в костях. Общее содержание составляет 2,6 г, в том числе в костях 2,5 г. Нормальное суточное поступление фтора в организм человека равно 2,5—3,5 мг. При недостаточном (менее 0,5 мг/литр питьевой воды) или избыточном (более 1 мг/литр) потреблении фтора организмом могут развиваться заболевания зубов: кариес и флюороз (крапчатость эмали) и остеосаркома, соответственно.

Малое содержание фтора разрушает эмаль за счёт вымывания фтора из фторапатита с образованием гидроксоапатита, и наоборот.

Для профилактики кариеса рекомендуется использовать зубные пасты с добавками фторидов (натрия и/или олова) или употреблять фторированную воду (до концентрации 1 мг/л), или применять местные аппликации 1—2 % раствором фторида натрия или фторида олова. Такие действия могут сократить вероятность появления кариеса на 30—50 %.

Предельно допустимая концентрация связанного фтора (в виде фторидов и фторорганических соединений) в воздухе промышленных помещений равна 0,0005 мг/литр воздуха.

Токсикология

Фтор представляет собой чрезвычайно агрессивное ядовитое вещество. Является сильным окислителем. Раздражающие свойства в несколько раз сильнее, чем у фтороводорода. Резорбтивное действие объясняется возможностью фтора вступать в свободнорадикальные реакции с тканями организма. Контакт кожи с газом в течение 2 секунд вызывает термический ожог II степени; воздействие в концентрации 0,15-0,30 мг/л приводит к раздражению открытых участков кожи. При обследовании 252 человек, подвергающихся воздействию фтора, у 57 обнаружены конъюнктивиты или экзема век.

Фтор — это что такое? Свойства фтора

Фтор – химический элемент (символ F, атомный номер 9), неметалл, который относится к группе галогенов. Это самое активное и электроотрицательное вещество. При нормальной температуре и давлении молекула фтора является ядовитым газом бледно-желтого цвета с формулой F2. Как и другие галоиды, молекулярный фтор очень опасен и при контакте с кожей вызывает тяжелые химические ожоги.

Использование

Фтор и его соединения широко применяются, в т. ч. и для получения фармацевтических препаратов, агрохимикатов, горюче-смазочных материалов и текстиля. Плавиковая кислота используется для травления стекла, а плазма из фтора – для производства полупроводниковых и других материалов.

Низкие концентрации ионов F в зубной пасте и питьевой воде могут помочь предотвратить кариес зубов, в то время как более высокие концентрации входят в состав некоторых инсектицидов. Многие общие анестетики представляют собой производные фторуглеводородов.

Изотоп 18F является источником позитронов для получения медицинских изображений методом позитронно-эмиссионной томографии, а гексафторид урана используется для разделения изотопов урана и получения обогащенного урана для атомных электростанций.

История открытия

Минералы, содержащие соединения фтора, были известны за много лет до выделения этого химического элемента. Например, минерал плавиковый шпат (или флюорит), состоящий из фторида кальция, был описан в 1530 г. Георгием Агриколой.

Он заметил, что его можно использовать в качестве флюса — вещества, которое помогает снизить температуру плавления металла или руды и помогает очистить нужный металл.

Поэтому фтор название свое латинское название получил от слова fluere («течь»).

В 1670 году стеклодув Генрих Шванхард обнаружил, что стекло травится под действием фтористого кальция (плавикового шпата), обработанного кислотой.

Карл Шееле и многие более поздние исследователи, в том числе Гемфри Дэви, Жозеф-Луи Гей-Люссак, Антуан Лавуазье, Луи Тенар, экспериментировали с плавиковой кислотой (HF), которую было несложно получить путем обработки CaF концентрированной серной кислотой.

В конце концов, стало понятно, что HF содержит ранее неизвестный элемент. Это вещество, однако, из-за его чрезмерной реактивности в течение многих лет выделить не удавалось.

Его не только трудно отделить от соединений, но оно тут же вступает в реакцию с другими их компонентами.

Выделение элементарного фтора из плавиковой кислоты чрезвычайно опасно, и ранние попытки ослепили и убили нескольких ученых. Эти люди стали известны как «мученики фтора».

Открытие и производство

Наконец, в 1886 году французскому химику Анри Муассану удалось выделить фтор путем электролиза смеси расплавленных фторидов калия и плавиковой кислоты. За это он был удостоен Нобелевской премии 1906 года в области химии. Его электролитический подход продолжает использоваться сегодня для промышленного получения данного химического элемента.

Первое масштабное производство фтора началось во время Второй мировой войны. Он требовался для одного из этапов создания атомной бомбы в рамках Манхэттенского проекта.

Фтор использовался для получения гексафторида урана (UF6), который, в свою очередь, применялся для отделения друг от друга двух изотопов 235U и 238U.

Сегодня газообразный UF6 необходим для получения обогащенного урана для ядерной энергетики.

Важнейшие свойства фтора

В периодической таблице элемент находится в верхней части 17 группы (бывшая группа 7А), которую называют галогенной. К другим галогенам относятся хлор, бром, йод и астат. Кроме того, F находится во втором периоде между кислородом и неоном.

Чистый фтор – это коррозионный газ (химическая формула F2) с характерным резким запахом, который обнаруживается в концентрации 20 нл на литр объема. Как наиболее реактивный и электроотрицательный из всех элементов, он легко образует соединения с большинством из них.

Фтор слишком реактивный, чтобы существовать в элементарной форме и имеет такое сродство с большинством материалов, включая кремний, что его нельзя готовить или хранить в стеклянных емкостях.

Во влажном воздухе он реагирует с водой, образуя не менее опасную плавиковую кислоту.

Фтор, взаимодействуя с водородом, взрывается даже при низкой температуре и в темноте. Он бурно реагирует с водой, образуя плавиковую кислоту и газообразный кислород.

Различные материалы, в том числе мелкодисперсные металлы и стекла, в струе газообразного фтора горят ярким пламенем. Кроме того, данный химический элемент образует соединения с благородными газами криптоном, ксеноном и радоном.

Однако непосредственно с азотом и кислородом он не реагирует.

Несмотря на крайнюю активность фтора, сегодня стали доступны методы его безопасной обработки и транспортировки. Элемент может храниться в емкостях из стали или монеля (богатого никелем сплава), так как на поверхности этих материалов образуются фториды, которые препятствуют дальнейшей реакции.

Фториды – это вещества, в которых фтор присутствует в виде отрицательно заряженного иона (F-) в сочетании с некоторыми положительно заряженными элементами. Соединения фтора с металлами являются одними из наиболее стабильных солей. При растворении в воде они делятся на ионы. Другими формами фтора являются комплексы, например, [FeF4]-, и H2F+.

Изотопы

Существует множество изотопов данного галогена, начиная от 14F и заканчивая 31F. Но изотопный состав фтора включает только один из них, 19F, который содержит 10 нейтронов, так как только он является стабильным. Радиоактивный изотоп 18F – ценный источник позитронов.

Биологическое воздействие

Фтор в организме в основном содержится в костях и зубах в виде ионов.

Фторирование питьевой воды в концентрации менее одной части на миллион значительно снижает частоту кариеса — так считают в Национальном исследовательском совете Национальной академии наук США.

С другой стороны, избыточное накопление фтора может привести к флюорозу, который проявляется в крапчатости зубов. Этот эффект обычно наблюдается в местностях, где содержание данного химического элемента в питьевой воде превышает концентрацию 10 промилле.

Элементарный фтор и фтористые соли токсичны и с ними следует обходиться с большой осторожностью. Контакта с кожей или глазами следует тщательно избегать. Реакция с кожным покровом производит фтористоводородную кислоту, которая быстро проникает через ткани и реагирует с кальцием в костях, повреждая их навсегда.

Фтор в окружающей среде

Ежегодная мировая добыча минерала флюорита составляет около 4 млн т, а общая мощность разведанных месторождений находится в пределах 120 млн т. Основными районами добычи этого минерала являются Мексика, Китай и Западная Европа.

В природе фтор встречается в земной коре, где его можно найти в горных породах, угле и глине. Фториды попадают в воздух при ветровой эрозии почв. Фтор является 13-м по распространенности химическим элементом в земной коре – его содержание равно 950 промилле.

В почвах его средняя концентрация – примерно 330 промилле. Фтороводород может выделяться в воздух в результате процессов горения в промышленности. Фториды, которые находятся в воздухе, в конечном итоге выпадают на землю или в воду.

Когда фтор образует связь с очень мелкими частицами, то может оставаться в воздухе в течение длительного периода времени.

В атмосфере 0,6 миллиардных долей данного химического элемента присутствуют в виде солевого тумана и органических соединений хлора. В городских условиях концентрация достигает 50 частей на миллиард.

Соединения

Фтор – это химический элемент, который образует широкий спектр органических и неорганических соединений. Химики могут заменить им атомы водорода, тем самым создавая множество новых веществ.

Высокореактивный галоген образует соединения с благородными газами. В 1962 году Нил Бартлетт синтезировал гексафторплатинат ксенона (XePtF6). Фториды криптона и радона также были получены.

Еще одним соединением является фторгидрид аргона, устойчивый лишь при экстремально низких температурах.

Промышленное применение

В атомарном и молекулярном состоянии фтор используется для плазменного травления в производстве полупроводников, плоских дисплеев и микроэлектромеханических систем. Плавиковая кислота применяется для травления стекла в лампах и других изделиях.

Наряду с некоторыми из его соединений, фтор – это важная составляющая производства фармацевтических препаратов, агрохимикатов, горюче-смазочных материалов и текстиля.

Химический элемент необходим для получения галогенированных алканов (галоны), которые, в свою очередь, широко использовались в системах кондиционирования воздуха и охлаждения.

Позже такое применение хлорфторуглеродов было запрещено, поскольку они способствуют разрушению озонового слоя в верхних слоях атмосферы.

Гексафторид серы – чрезвычайно инертный, нетоксичный газ, относящийся к веществам, вызывающим парниковый эффект. Без фтора невозможно производство пластмасс с низким коэффициентом трения, таких как тефлон. Многие анестетики (например, севофлуран, десфлуран и изофлуран) являются производными фторуглеводородов. Гексафторалюминат натрия (криолит) применяется в электролизе алюминия.

Соединения фтора, в том числе NaF, используются в зубных пастах для предотвращения кариеса. Эти вещества добавляются в системы муниципального водоснабжения для фторирования воды, однако из-за воздействия на здоровье человека эта практика считается спорной. При более высоких концентрациях NaF используются в качестве инсектицида, особенно для борьбы с тараканами.

В прошлом фториды применялись для снижения температуры плавления металлов и руд и повышения их текучести. Фтор – это важный компонент производства гексафторида урана, который применяется для разделения его изотопов. 18F, радиоактивный изотоп с периодом полураспада 110 минут, излучает позитроны и часто используется в медицинской позитронно-эмиссионной томографии.

Физические свойства фтора

Базовые характеристики химического элемента следующие:

• Атомная масса 18,9984032 г/моль.
• Электронная конфигурация 1s22s22p5.
• Степень окисления -1.
• Плотность 1,7 г/л.
• Температура плавления 53,53 К.
• Температура кипения 85,03 К.
• Теплоемкость 31,34 Дж/(К·моль).

Фтор в организме человека

Фтор (F — от лат. Fluorum) — девятый по счету химический элемент в Периодической системе, относящийся к группе галогенов (вместе с хлором, бромом, йодом).

В переводе с древнегреческого название этого элемента означает «разрушение». «вред», «порча», «истреблять», «губить», «уничтожать». Вряд ли древние греки были знакомы с чистым фтором, да и название ему дали не они, а Андре Ампер в 1810 году. Но суть они уловили очень точно: фтор — самый сильный окислитель из всех существующих химических элементов.

Соединения фтора были известны людям давно. Например, минерал флюорит (плавиковый шпат — СаF2) был описан алхимиками еще в XV веке, а в 1771 году Карл Шееле впервые в лабораторных условиях получил плавиковую кислоту (фтороводород — HF). Свободный фтор был выделен только в 1886 году Анри Муассаном.

При нормальных условиях фтор представляет собой двухатомный газ (F2) желто-зеленого или светло-зеленого цвета, по запаху очень похожий на хлор и озон.

Чистый фтор настолько агрессивен, что соприкосновение с ним кожи человека всего в течение 2 секунд приводит к появлению ожога II степени, вода в атмосфере фтора горит синим пламенем, а платина сгорает как порох(!). При контакте фтора с водородом даже при температуре -252оС (близкой к абсолютному нулю), происходит мощный взрыв.

Многие химики, которые пытались получить фтор в лабораториях и не знали о его химических свойствах, погибли или остались инвалидами. Именно по этой причине он так назван.

К слову сказать, даже такое соединение фтора, как плавиковая кислота, растворяет стекло, поэтому ее хранят в посуде, на внутреннюю поверхность которой нанесен парафин.

Фтор довольно распространен с земной коре (650 г/т), но в силу чрезвычайной химической активности в чистом виде не встречается. Фтор может образовывать химические соединения со всеми элементами Периодической системы, за исключением инертных газов.

Основным источником промышленного фтора является уже упомянутый минерал флюорит, почти наполовину состоящий из фтора. Присутствует он также во фторапатите, криолите и т.д.

В небольших количествах фтор встречается в морской воде и в грунтовых водах, но этого количества оказывается вполне достаточно, чтобы удовлетворить потребности нашего организма, если, конечно, концентрация фтора в потребляемой воде не понижена.

В промышленности фтор применяется для изготовления материалов, устойчивых к высоким температурам и воздействию химически агрессивных сред. Так, всем известное покрытие для сковород и посуды — тефлон, в своем составе содержит фтор. Этот химический элемент используется также в производстве хладагентов для рефрижераторов, некоторых пластмасс (фторопластов).

У многих из нас дома имеется матовая стеклянная посуда. Так вот, эту матовость посуда приобретает после обработки фтороводородом (плавиковой кислотой).

Роль фтора в организме человека

Однако фтор опасен только в чистом виде или в виде некоторых простых соединений, и совершенно необходим для нормального функционирования человеческого организма и животных. Впрочем, такова «судьба» многих других химических элементов.

Фтор является важнейшей составляющей минерального обмена. В нашем организме он выполняет множество других функций.

Фтор совершенно необходим для крепости и твердости костной ткани, для формирования соединительных тканей, в особенности костей, для роста и поддержания в здоровом состоянии зубов, волос и ногтей, профилактики остеопороза. При переломах костей фтор является гарантом выздоровления.

Уже давно известно, что фосфор, калий и фтор необходимы для здоровья зубов. Соединения этих элементов попадая в микротрещины зубов заполняют и сглаживают их, тем самым препятствуя развитию кариеса. Не случайно соединения фтора уже несколько десятилетий добавляют в зубные пасты, тем самым предотвращая развитие не только кариеса, но и зубного камня, зубного налета и др.

Фтор участвует в процессе кроветворения, в том числе в образовании лейкоцитов, то есть необходим для поддержания иммунитета.

Известно, что без участия фтора человеческий организм не способен усваивать железо, а ведь дефицит железа приводит к развитию огромного количества заболеваний крови и сердечно-сосудистой системы. Нередко кариес и железодефицитная анемия развиваются вместе.

Фтор участвует в процессах выведения из организма радионуклидов и солей тяжелых металлов, подавляет жизнедеятельность кислотообразующих бактерий.

Источники фтора

Суточная потребность человека во фторе составляет 0,5-4 мг. Как уже отмечалось, в основном организм человека потребность во фторе удовлетворяет из питьевой воды, из которой 70% его усваивается организмом.

Всего с водой в организм человека поступает 60-80% фтора. Если фтора в питьевой воде недостаточно (менее 0,5 мг/л), то в водопроводную воду добавляют фторид натрия.

В то же время переизбыток фтора вреден (если его в питьевой воде более 1 мг/л), но об этом чуть позже.

Относительно много фтора содержится в чае (как в черном, так и в зеленом), а также в луке, чечевице, морской рыбе (морской сом, скумбрия, треска, сардины, лосось) и морепродуктах, грецких орехах.

В меньших количествах фтор также содержится в:

• овсе;
• рисе;
• гречихе;
• отрубях и муке грубого помола;
• мясе;
• молоке;
• яйцах;
• печени;
• картофеле;
• винограде;
• зеленых листовых овощах;
• грейпфрутах;
• яблоках.

В этих продуктах фтор присутствует преимущественно в форме труднорастворимых соединений, поэтому из пищи организму его усваивать нелегко.

Например, чтобы взрослому человеку удовлетворить суточную потребность организма во фторе, необходимо съесть 300 г грецких орехов, либо 700 г лосося, либо 3,5 кг хлеба из муки грубого помола.

Суточная доза фтора содержится только в 20 литрах коровьего молока.

Недостаток фтора

Симптомами недостатка фтора являются:

• кариес (в особенности у детей);
• остеопороз (слабость и хрупкость костей);
• выпадение волос;
• ломкость ногтей;
• железодефицитная анемия (без фтора организм плохо усваивает железо).

Избыток фтора

С точки зрения диетологии фтор — очень коварный элемент. Грань между его нехваткой и избытком очень тонка. Стоит немного превысить норму, как в организме наблюдается избыток фтора, что также серьезно отражается на здоровье человека.

Симптомами избытка фтора являются:

• замедление роста (у детей) и обмена веществ;
• деформация костей скелета, остеопороз;
• поражение зубной эмали (флюороз);
• слабость и дрожание в конечностях;
• рвота, диарея, боли в животе;
• слезотечение;
• потеря голоса;
• кожная сыпь, красные пятна на теле и лице;
• кровоточивость десен;
• кальциноз;
• брадикардия;
• нарушение жирового обмена;
• пневмония и отек легких.

Если организм человека получает слишком много фтора, может участиться дыхание, произойти снижение кровяного давления, появиться судороги, развиться почечная недостаточность.

При отравлении свободным фтором развивается конъюнктивит, раздражаются кожа и слизистые оболочки рта, пищевода, бронхов, развиваются бронхит и пневмония, поражается центральная нервная система вплоть до комы и летального исхода.

Предельно допустимой концентрацией фтора по российским стандартам считается 1,5 мг/л. В некоторых городах, например, в Москве, содержание фтора в питьевой воде повышенное.

Наиболее часто избыток фтора возникает у людей, проживающих в местности с высоким содержанием этого элемента в питьевой воде и продуктах питания.

Ситуацию усугубляет то обстоятельство, что многие люди не знают, сколько фтора они потребляют вместе с водой, поэтому под воздействием рекламы используют фторсодержащие зубные пасты.

Флюороз на этом фоне развивается медленно, несколько лет и даже десятилетий (до 10-20 лет при концентрации фтора в источнике водоснабжения свыше 4 мг/л), но последствия его не обратимы.

В результате разрушаются зубы, зубная эмаль становится «крапчатой», зубы крошатся даже не вызывая боли, нарушается обмен веществ, Помимо этого поражается печень, паращитовидная и щитовидная железы, нарушается тканевое дыхание. Особенно опасен переизбыток фтора для детей и подростков, у которых костная ткань еще только формируется.

Поэтому в некоторых странах зубную пасту, минеральные комплексы, напитки и жевательные резинки с повышенным содержанием фтора запретили к свободной продаже. Приобрести их можно лишь по рецепту врача, когда однозначно диагностирована нехватка фтора.

Употребление за один раз всего 5-10 г фторида натрия (NaF) приводит к летальному исходу.

Если соединения фтора принимать вместе с витаминами А и D, то это может привести к развитию на костях наростов — кальцификатов.

Фтор считается сильнейшим нейротоксином, поскольку приводит к накоплению алюминия в головном мозгу. Это может привести к болезни Альцгеймера, некоторым другим нервным и психическим расстройствам.

Фтор — лекарство или яд?

Недавно бельгийские власти объявили запрет на продажу таблеток и жевательной резинки с фтором. Причиной запрета стали результаты независимого исследования, проведенного по заказу министерства здравоохранения Бельгии.

Оно показало, что растет число заболеваний остеопорозом и нервными расстройствами среди людей, принимающих повышенные дозировки фтора. Однако и после введения запрета фторсодержащие средства можно будет приобрести, но уже только по рецепту врача.

Таким образом Бельгия стала первой европейской страной, поставившей под сомнение чудодейственные свойства фтористых соединений.

Европейские врачи, особенно стоматологи, неоднозначно отреагировали на введение запрета: многие из них до сих пор убеждены в том, что фтор в умеренных количествах эффективно помогает в борьбе против кариеса. Так ли это?

Связь между патологией твердых тканей зуба и костной системы с препаратами фтора была известна давно. В 1931 г. была выявлена закономерность: чем меньше фтора содержится в источнике питьевой воды, тем в большей степени страдают зубы и кости людей, пользующихся этим источником, и наоборот, чем больше фтора поступает в организм с питьевой водой, тем меньше зубы поражены кариесом.

В 1940 году фториды были впервые добавлены в систему водоснабжения в одном из американских городов. Это мероприятие должно было предотвратить эпидемию кариеса, разыгравшуюся тогда в Северной Америке.

Ученые-медики отметили, что за пятнадцать лет потребления «целебной» воды частота заболеваний кариесом снизилась более чем в три раза.

Однако наряду с этим у части жителей были выявлены странные изменения зубной эмали: коричневые пятна на зубах, шероховатость, поражение костей скелета. Это явление получило название эндемического флюороза.

Всемирная организация здравоохранения предлагает оптимальную суточную дозу фтора для взрослого человека 1,5 — 4,0 мг/сут.

Для удовлетворения потребности во фторе взрослому человеку надо выпить 42 г черного чая, или съесть 300 г грецких орехов, 700 г лосося, 3,5 кг зернового хлеба, или выпить 20 л молока.

Наибольшее количество фтора содержат черный и особенно зеленый чай, грецкие орехи, морепродукты (скумбрия, треска, лосось, сардины, креветки), пресноводная рыба, зерновые культуры (рис, гречка, овес, кукуруза), лук, картофель, вино, говядина, курятина, цельное молоко, яйца, яблоки, грейпфруты.

По некоторым данным, из питьевой воды в организме человека усваивается от 60 до 70% фтора. В организме среднего человека массой тела 70 кг содержится 2,6 г фтора.

Без фтора плохо усваивается железо, поэтому железодефицитная анемия и кариес — два заболевания, которые идут рука об руку.

Фтор обеспечивает нормальный рост волос и ногтей, принимает активное участие в обмене кальция и фосфора, способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов. Он присутствует в костной ткани человека и особенно в дентине и эмали зубов.

Но, несмотря на это, принимать фторсодержащие препараты нужно осторожно. Дозы свыше 10 мг фтора на 1 кг пищи приводят к стойкой деформации костей; свыше 5 мг на 1 кг пищи — изменяют цвет зубной эмали. А большие дозы фтора — до 2 г — вызывают серьезное отравление.

Дозы в 5–10 г смертельны. Флюороз поражает зубы, нарушает функции щитовидной и паращитовидной желез, нервной и костной систем, изменяет обмен веществ в организме.

Доказано, что высокое содержание фтора в воде является одной из причин возникновения онкологических заболеваний.

Дети особенно чувствительны ко всем веществам, а к фтору — особенно. В период формирования и минерализации костной системы и зубов (т. е. до 15–17 лет) фтор им особенно необходим.

Он ассимилируется в детском и подростковом организме и задерживается больше, чем у взрослых. Выделение фторидов с мочой на 10% меньше и составляет 50% от поступивших солей фтора.

Суточная потребность зависит от возраста, массы тела, от пола и энергозатрат.

Медики предлагают фторировать воду, молоко, соль и даже муку.

В рекламе настойчиво идет пропаганда противокариозных зубных паст, содержащих фториды. С 1982 г.

действует содержащаяся в зубных пастах система флуористат, которая, согласно заявлениям производителей, за 1 минуту чистки зубов обеспечивает таким же количеством фторида в доступной форме, как традиционные фторидные системы, к примеру, монофторфосфат натрия (NaMFP), используемый во многих других пастах. При этом подчеркивается, что фторид в системе флуористат начинает работать немедленно после попадания в полость рта и на зубы.

Да, эффект налицо, если применять ее в условиях большого дефицита фтора в питьевой воде.

 Но возникают вопросы: а нет ли побочных эффектов у этой, казалось бы, удачной системы? Не будет ли передозировки фтора от применения зубной пасты, уже содержащей фториды, и использования питьевой воды, отличающейся повышенным содержанием фторидов? И кто нас информирует о содержании фторидов в питьевой воде? Как без ущерба для здоровья применять фториды для профилактики кариеса?

Расчеты показывают, что дополнительным внесением фторидов в организм нельзя добиться искоренения кариеса. Максимально — до 40–50% — можно снизить лишь уровень заболеваемости. Во-первых, причина кариозного процесса кроется не только в нарушении минерального обмена.

Во-вторых, даже при существующей норме концентрации фторидов в питьевой воде у 20–40% населения определяется флюороз (некариозное поражение эмали). По результатам последних обследований, угрожающая ситуация по флюорозу складывается во многих городах Московской области (Видное, Подольск, Егорьевск, Одинцово, Красногорск).

Здесь при норме содержания фтора в питьевой воде у 25% населения выявлен флюороз. Неблагополучная ситуация по флюорозу наблюдается в Нижегородской, Пензенской, Тверской, Смоленской областях и других регионах Российской Федерации.

А если вспомнить, что в последнее время мы стали увлекаться минеральными и природными водами из региональных источников? Ведь содержание фтора в некоторых из них превышает норму допустимого в несколько раз. Достаточно сказать, что медики советуют пить такую воду только в количестве не более 0,25 л в сутки.

Представим, какой эффект можно ожидать жителям этих областей от применения фторсодержащих паст. Желание иметь ослепительную улыбку приведет к неприятностям: флюороз практически гарантирован.

И это еще не самые серьезные последствия избытка фтора. Ученые-стоматологи высказали предположение, что избыточный прием фторидов в течение многих лет может привести не только к флюорозу, но и к поражению костей.

При избытке фторидов мы наблюдаем токсическое, ядовитое их действие на эмаль зубов. Флюорос — необратимый деструктивный процесс. И проявляется он в возрасте 12–15 лет, т. е. в период минерализации зубов.

А это значит, что в это же время избыток фтора начинает активно действовать и на другие ткани: соединительную, фиброзную, эндокринные железы, связки, сосуды, волосы. Это может привести в итоге к серьезной патологии.

Так что, чем чистить, что жевать и пить, решать вам, а мы предупредили.

Фтор – необходимый организму микроэлемент, основная роль которого, вместе с фосфором и кальцием, состоит в образовании костной ткани и формировании зубной эмали

В организме взрослого человека содержится около 2,5-3 г фтора. Основные запасы содержатся в костной ткани и эмали зубов. Из организма фтор выводится в основном с мочой.

Усвоение фтора тормозит магний, также зависит от концентрации кальция. В свою очередь фтор улучшает усвоение железа и угнетает обмен йода.

В организме фтор выполняет следующие функции:

• вместе с кальцием и фосфором формирует и укрепляет костный скелет и зубную эмаль
• обеспечивает нормальный рост волос и ногтей
• участвует во многих важных биохимических реакциях
• стимулирует процессы кроветворения
• укрепляет иммунитет
• способствует выводу из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов
• предупреждает развитие остеопороза
• подавляет активность кислотообразующих бактерий (это его свойство нашло применение в зубных пастах)
• является профилактикой кариеса и пародонтоза

Симптомы дефицита и передозировки фтора

К основным симптомам дефицита фтора относят:

• кариес
• выпадение волос
• остеопороз

В больших количествах (в среднем больше 20 мг) фтор проявляет свои токсические свойства, а при попадании в организм дозы более 2 г возможен летальный исход. К основным симптомам переизбытка фтора относят:

• слезотечение
• резкая слабость
• потеря голоса
• боли в животе
• рвота
• жидкий стул
• раздражение кожи
• хрупкость зубов
• флюороз эмали зубов
• кровоточивость десен
• кальциноз сухожилий и связок
• судороги
• остеопороз
• брадикардия
• нарушение жирового и углеводного обмена
• пневмония
• деформация скелета
• снижение артериального давления
• поражение почек
• отёк лёгких
• поражение центральной нервной системы

Физиологическая потребность во Фторе, мг в сутки:

Фтор нужен для организма человека? Свойства, вред и польза

Фтор нужен для организма человека? Свойства, вред и польза. Среди разнообразных веществ, входящих в человеческий организм, немаловажное место занимают микроэлементы, именуемые также минералами.

Хотя их содержание в теле невелико(0,04–0,07 %), роль их огромна, а недостаток любого из них пагубно сказывается на работе систем и органов. В данной статье будет рассказано о микроэлементе фторе, относящемся к группе незаменимых минералов, то есть таких которые мы обязательно должны получать из внешней среды.

Так почему же фтор нужен для организма человека? О его свойствах, вреде и пользе для здоровья, а также о различных областях применения фтора пойдёт речь.

Фтор в оптимальной природной форме и дозировке содержится в продуктах пчеловодства — таких как цветочная пыльца, маточное молочко и трутневый расплод, которые входят в состав многих натуральных витаминно-минеральных комплексов компании «Парафарм»: «Леветон П», «Элтон П», «Леветон Форте», «Элтон Форте», «Апитонус П», «Остеомед», «Остео-Вит», «Остеомед Форте», «Эромакс», «Мемо-Вит» и «Кардиотон». Именно поэтому мы уделяем столько внимания каждому природному веществу, рассказывая о его важности и пользе для здоровья организма.

Фтор: История открытия 

В силу своей высокой химической активности фтор отсутствует в природе в чистом виде, однако учёные задолго до его выделения пытались описать его.

Таким образом, история открытия фтора растянулась на несколько столетий. Уже на грани XV–XVI веков при выплавке металлов и стекла использовался минерал CaF2– флюорит(лат.

fluereозначает«течь»), или плавиковый шпат, в России его именовали также спалтом или спатом.

В XVII веке в стекольном производстве для получения узоров на посуде стала применяться плавиковая кислота в смеси со шпатом, природу которой пытались установить К. Шееле и Лавуазье.

Последний и предположил в её составе наличие неизвестного науке химического элемента, который он назвал флюором(fluorum). Таким термином фтор и по сей день обозначается в европейских языках. А название «фтор» (от греч.

«гибель, разрушение») принадлежит Амперу, который в 1810 г. сумел максимально точно предсказать свойства неведомого элементарного вещества. Над выделением чистого фтора в течение XIX века упорно бились многие химики.

Около десятка из них даже погибли или получили серьёзное отравление в ходе экспериментов (Г. Дэви, братья Ноксы, Тенар и Гей-Люссак и др.), что словно бы подтверждает меткость смертоносного названия «фтор».

Наконец в 1886 году элементарный хлор в газообразной форме удалось получить французскому учёному Анри Муассану с помощью электролиза фторводорода, с применением сверхдорогого прибора из платины и иридия, так как выделенный газ был крайне агрессивен. Позже он опробовал аппарат для электролиза из меди, с которой фтор хоть и реагировал, но с образованием плёнки, не позволяющей этой реакции продолжаться.

Физические и химические
свойства фтора

Познакомившись с физическими и химическими свойствами фтора, можно удивиться тому, что это очень ядовитое вещество, даже в названии которого притаилось «разрушение» (др.-греч. φθόρος ), является незаменимым в организме человека.

Элемент фтор (лат. fluorum, F) располагается под 9-м атомным номером в 17-й группе периодической таблицы химических элементов Менделеева, где также находятся другие галогены: бром, хлор, йод и астат.

Все они неметаллы и активные окислители, не представленные в природе самостоятельно, а только в составе соединений, и фтор из них наиболее лёгкий галоген, отличающийся самой высокой реакционноспособностью.

Именно поэтому он встречается не в свободном состоянии, а только в соединениях, при лабораторном выделении из которых представляет собой в чистом виде при нормальной температуре газ из 2-атомных молекул (F2). Газообразный фтор по запаху похож на хлор или озон, имеет желтоватый оттенок, чрезвычайно токсичен.

Закипает при очень низкой температуре – -188,12 °C, а плавится при -219,70 °C. Крайне высокая химическая активность заставляет фтор вступать в реакции практически со всеми веществами и элементами, часто с горением и взрывами.

В природе больше всего фтора содержится в почве преимущественно в составе уже вышеназванного флюорита, в водах океана и в меньшей степени в речной воде. Некоторые растения вбирают и связывают фтор, в частности лук и чечевица.

Физические и химические свойства фтора обуславливают разностороннее использование этого элемента в фармакологии, химической промышленности для получения различных соединений, в том числе агрохимикатов, в изготовлении ряда материалов (тефлона, фторпластов и фторкаучуков). Как охлаждающее вещество он применяется в производстве холодильных камер – входит в состав фреона. Применим он также в ядерной и металлургической промышленности. Создание атомной бомбы не обошлось без 9-го элемента периодической таблицы.

Почему фтор нужен
для организма человека?

А теперь ответим на центральный вопрос статьи: почему, для чего фтор нужен для организма человека? Больше всего этого микроэлемента содержится в наших зубах (0,02 %), костях (0,2–1,2 %), щитовидной железе и коже. В меньшей мере обнаруживается он практически во всех биологических субстанциях. В среднем – около 2,6 грамма во всём теле.

Пожалуй, все наслышаны о пользе фторсодержащих зубных паст. Оспаривать данный факт не приходится, ведь фтор (в малых количествах, конечно) необходим для формирования и поддержания, укрепления покрывающей зубную ткань эмали и самого дентина. Он, вступая в соединение с кальцием и фосфором,предотвращает развитие кариеса, появление микротрещин.

Однако в местностях, где питьевая вода в должной мере обогащена данным микроэлементом, не стоит постоянно пользоваться фторированными пастами, так как это может вызвать флюороз – перенасыщенность тканей фтором, что выражается обычно в пятнистости, потемнении эмали, а что ещё хуже –  в нарушениях структуры и деформациях костей.

Присутствие фторида в пище будущей мамы способствует рождению ребёнка, менее подверженного кариесу.

Кости также будут более прочными при достатке этого минерала. Фтор нужен для нормального роста скелета, он ускоряет восстановление в случае переломов. Для пожилых людей фтор ценен как средство предупреждения остеопороза.

Воздействие фтора на щитовидную железу заключается в угнетении её активности, что давно взято на вооружение врачами при лечении ряда эндокринных отклонений, таких как гипертиреоз (базедова болезнь).

Отмечено положительное влияние оптимального содержания фтора в организме на иммунную систему и функции кроветворения, на регенерацию при ранах и ожогах, а также на усвоение железа.

Выявлено радиопротекторное (защищающее от радиации) действие фтора: он препятствует отложению радионуклида стронция в костных тканях и защищает от облучения стронцием, способствует выведению солей тяжёлых металлов.

Как видим, участвуя в минеральном обмене, фтор оказывает разностороннее действие на организм человека.

Фтор в медицине

Применение фтора в медицине обусловлено его свойствами и ролью в физиологических процессах человека.

Широко распространено назначение фторсодержащих препаратов и биодобавок для улучшения состояния зубов и костей, для профилактики остеопороза («Витафтор», «Натрия фторид», «Флудент» и др.).

Для фторирования молочных и постоянных зубов (насыщения эмали и дентина соединениями фтора) активно используются всевозможные спреи, мази, гели и лаки («Витофтор», «Сенсигель», «Фторлак» и др.). Глубокое фторирование проводится только стоматологом с использованием специальной техники.

Эта процедура не только предупреждает кариес, но и способствует формированию эмали у малышей, помогает дольше сохраняться уже имеющимся зубным реставрациям у взрослых, уменьшает гиперчувствительность.

Фтор в сочетании с йодом тормозит излишнее продуцирование тиреоидных гормонов и нормализует секреторную деятельность щитовидки при базедовой болезни (гипертиреозе).

При лечении онкологических заболеваний используются фторсодержащие медикаменты. Например,противоопухолевый препарат «Фторурацил»применяется с середины ХХ века по сей день.

Многие лекарства, предназначенные для терапии нервно-психических болезней (шизофрении, эпилепсии и др.), включают атомы фтора: миорелаксанты, нейролептики, транквилизаторы и снотворные.

Входит фтор и в состав ряда глюкокортикоидов, назначаемых при дерматологических заболеваниях: в «Бетаметазон», «Дексаметазон», «Флупреднизолон» и др.

Современная фармакология находится в плотной связке с химией фтора, и сегодня атомы этого микроэлемента включаются в разрабатываемые лекарственные средства от самых разных недугов.

Как выражается
дефицит фтора в организме?

Причинами дефицита фтора в организме могут быть нарушения метаболизма, не позволяющие усваиваться ему в нужных количествах, и недостаточное поступление его извне. Во втором случае, как правило, речь идёт о бедной фтором питьевой воде (менее 0,7 мг/л).

Характерные симптомы нехватки фтора – это поражение зубов кариесом, их хрупкость, а также развитие остеопороза. Ногти и волосы также становятся ломкими, плохо растут. Вследствие уменьшения содержания в организме железа, которое плохо усваивается без фтора, может возникнуть анемия.

Чем опасен переизбыток
фтора в организме?
Отравление фтором

Переизбыток фтора в организме может оказаться для человеческого организма гораздо большим злом, нежели его недостаток. Только 20 мг этого минерала вызывают серьёзное отравление фтором, а 2 грамма смертельны.

Острое отравление газообразным фтором вызывает поражение глаз (ожоги, конъюнктивиты, экземы век) и органов дыхания (изъязвление слизистых оболочек, потерю голоса, кровотечения из носа, бронхит, пневмонию), а также резкое нарушение кровообращения.

Могут пострадать печень, сердечная мышца, вероятно развитие лейкопении, различных отклонений в работе сердечно-сосудистой и нервной систем, метаболических нарушений.

При отравлении через желудочно-кишечный тракт (например ядом для мышей) начинаются судороги, резкое понижение давления, тошнота, кровавые рвота и понос, велика вероятность впадения в кому.

Хроническое отравление фтором (фторизм) также несёт серьёзную угрозу для здоровья, тем более что его диагностика затруднена.

Причиной может быть чрезмерно фторированная вода (больше 4 мг/л), не утилизованные по правилам промышленные отходы, отравляющие внешнюю среду, несоблюдение техники безопасности на производстве суперфосфатов, отравление почв и растений агрохимикатами и др.

Сначала зубы и дёсны становятся крайне чувствительными, затем наблюдается стирание зубов, поражение их кариесом, пародонтозы, кровотечения из носа.

Поражаются бронхи, лёгкие, сердце, ЖКТ, печень, система кровообращения и сосуды… В общем, патологические изменения нарастают, как снежный ком, и затрагивают весь организм, что может при продолжении интоксикации и отсутствии лечения привести к инвалидности и преждевременной смерти.

Суточная норма фтора

Чтобы избежать негативных последствий дефицита и переизбытка фтора, надо придерживаться рекомендаций специалистов относительно полезных для здоровья доз этого вещества. Потребность человеческого организма в 9-м элементе периодической таблицы покрывает суточная норма фтора, установленная медиками в соответствии с возрастом:

• младенцы должны получать 0,01–0,5 мг/сутки фтора в день (эта доза увеличивается от меньшего к большему числу от рождения до года); малыши получают фтор с водой, материнским молоком, детским питанием;
• от года до 3 лет – 0,7мг /сутки;
• к 13 годам норма увеличивается до 2 мг/сутки;
• молодые люди 14–18 лет и женщины после 14 лет – 3 мг/сутки;
• взрослые мужчины – 4 мг/сутки.

Фтор:   в продуктах питания

Основным источником фтора для нас служит питьевая вода, которая подлежит проверке на содержание в ней фтора, и в случае его недостатка (менее 5 мг на литр), её специально обогащают фторидом натрия.

Полезно будет знать о содержании фтора в продуктах питания, чтобы при необходимости восполнить его недостаток.

Богаты им морепродукты (рыба и водоросли), чай (как чёрный, так и зелёный), мясо (особенно телятина и баранина), печень, яйца и молоко, чечевичная, овсяная, рисовая, гречневая крупы, отруби, грецкий орех, лук, яблоки, грейпфрут.

Дела на работе, домашние заботы, соцсети – все это нещадно пожирает наше свободное время. Даже поход в фитнес-зал после 30 лет дается непросто. При этом банальная зарядка с гантелями уже вас не устраивает и хочется чего-то большего. Какие главные причины заниматься спортом? Где взять мотивацию записаться в секцию плавания, боевых искусств или просто поиграть в…

Читать далее

Спортсмены-вегетарианцы сегодня мало кого удивляют. Многие звезды спорта осознанно выбирают такой путь и остаются только в выигрыше.

Куда более удивителен тот факт, что подобная практика существовала задолго до того, как вегетарианство стало мейнстримом.

Великие атлеты прошлого принципиально отказывались от мяса, но при этом продолжали бить рекорд за рекордом. Кто же эти герои, и в чем…

Читать далее

Всего одна-две таблетки – и на весах килограммов на три меньше! Мочегонные средства для похудения творят поистине чудеса, да и стоят недорого. И спортсмены их принимают, когда входят в весовую категорию. Только перенимая в обычную жизнь методы из спорта, мы не думаем, что там на алтарь победы кладется здоровье. Мы-то хотим быть красивыми и стройными,…

Читать далее

Неправильная работа нашего «мотора» может указывать на такую болезнь как мерцательная аритмия сердца.

Обычно патология характеризуется нарушением ритма, чувством замирания в области груди и частым сердцебиением.

Осложнения аритмии чреваты образованием тромбов, а это значит, что запущенная болезнь, если её не лечить, может перерасти в инфаркт или инсульт. Как предупредить сердечный недуг? Что делать, если заболевание…

Читать далее
 

Скачай Фтор реферат по химии и еще Сочинения в формате PDF Химия только на Docsity! ФТОР ФТОР (лат. Fluorum), F — химический элемент VII группы 0 0 1 Fпериодической си стемы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при 0 0 1 Fнормаль ных условиях (0 F 0B 0С; 0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2) — газ бледно-желтого цвета с резким запахом. Природный ф 0 01 Fтор состоит из одного ста бильного изотопа 19F. 0 01 F Искусственно полу чены пять радиоактивных изотопов: 16F с периодом полураспада Т1/2 < 1 сек, 17F(Т1/2 = 70 сек), 18F (Т1/2 = 111 мин), 20F (Т1/2 = 11,4 сек), 21F(Т1/2 = 5 сек). Историческая справка. 0 0 1 FПервое соединение фтора — флюорит (плави ковый шпат) CaF2 — описано в конце 15 века под названием «флю ор» (от латинского fluo — теку, по свойству СаF2 делать жидкотекучими вязкие шлаки металлургических 0 0 1 Fпроиз водств). В 1771 К. Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный фтор выделил А. Муассан в 1886 0 0 1 Fэлектролизом жидко го безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида 0 01 F ка лия KHF2. Химия фтора начала развиваться с 1930-х годов, особенно быстро — в годы 2-й мировой войны 1939-45 и после нее в связи с потребностями атомной пром ышленности и ракетной техники. Название «фтор» (от греческого phthoros — разрушение, гибель), предложенное А. Ампером в 1810, употребляется только в русском языке; во многих странах принято название «флюор». Распространение в природе. Среднее содержание фтора в земной коре 6,25*10-2% по массе; в кислых изверженных 0 01 F породах (гра нитах) оно составляет 8*10-2%, 0 01 F в ос новных — 3,7*10-2%, в 0 0 1 Fультраоснов ных — 10-2%. Фтор присутствует в 0 0 1 Fвулка нических газах и термальных 0 01 F водах. Важ нейшие соединения фтора — флюорит, 0 01 F крио лит и топаз. Всего известно 86 фторсодержащих 0 01 F мине ралов. Соединения фтора находятся также в апатитах, фосфоритах и других. Фтор — важный биогенный элемент. В истории Земли 0 0 1 Fисточником поступления фтора в био сферу были 0 0 1 Fпродукты извержения вулка нов (газы и др.). Физические и химические свойства. Газообразный ФТОР имеет плотность 1,693 г/л (0 F 0B 0С и 0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2), жидкий — 1,5127 г/см3 (при температуре кипения); tпл -219,61 °С; tкип -188,13 °С. Молекула фтора состоит из двух атомов (F2); при 1000 °С 50% 0 01 F молекул диссоциирует, энер гия диссоциации около 155±4 кдж/моль (37 0 01 F±1 ккал/моль). Фтор плохо раство рим 0 0 1 Fв жидком фтористом водороде; раст воримость 2,5*10-3 г в 100 г НF при -70 °С и 0,4*10-3 г при -20 °С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Конфигурация внешних электронов атома фтора 2s2 2р5. В 0 0 1 Fсоеди нениях проявляет степень окисления -1. 0 0 1 FКовалентный радиус атома 0,72А, ион ный радиус 1,33А. Сродство к электрону 3,62 эв, энергия ионизации (F F 0A E F+) 17,418 эв. Высокими значениями сродства к электрону и 0 0 1 Fэнергии ионизации объяс няется сильная электроотрицательность атома фтора, наибольшая среди 0 0 1 Fвсех других элементов. Высокая реакционная спо собность фтора обусловливает экзотермичность фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой 0 0 1 Fве личиной энергии диссоциации молекулы фтора и большими величинами энергии связей атома фтора с другими атомами. Прямое фторирование имеет цепной механизм и легко может перейти в горение и взрыв. Фтор реагирует се всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. С кислородом взаимодействует в тлеющем разряде, образуя при низких температурах фториды кислорода О2Р3, О3F2 и др. Реакции фтора с другими галогенами 0 0 1 Fэкзотермичны, в резуль тате образуются межгалогенные 0 0 1 Fсоедине ния. Хлор взаимодействует с фтором при нагревании до 200-250 F 0B 0С, давая 0 01 Fмонофто ристый хлор СlF и трехфтористый хлор СlF3. Известен также СlF3, получаемый фторированием СlF3 при высокой температуре и давлении 25 Мн/м2 (250 кгс/см2). Бром и иод воспламеняются в атмосфере фтора при обычной темпере, Применение. Газообразный фтор служит для фторирования UF4 в UF6, применяемого для изотопов разделения урана, а также для получения трех-фтористого хлора СlF3 (фторирующий агент), шестифтористой серы SF6 0 01 F(газо образный изолятор в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V). Жидкий фтор — окислитель 0 0 1 Fракет ных топлив. 0 0 1 FШирокое применение получили много численные соединения фтора — фтористый водород, алюминия фторис), кремне-фториды, фторсульфоновая кислота 0 0 1 F 0 0 1 F(рас творитель, катализатор, реагент для по лучения 0 0 1 Fорганических соединений, содержа щих группу — SO2F), ВF3 (катализатор), фторорганические соединения и др. Техника безопасности. 0 0 1 FФтор токсичен, предельно допустимая концент рация его в воздухе примерно 2*10-4 мг/л, а предельно допустимая концентрация при экспозиции не более 1 ч составляет 1,5*10-3 мг/л. Фтор в организме. 0 0 1 FФтор по стоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлементов. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека — 100-300 мг/кг; особенно 0 0 1 Fмного фтора в зу бах. Кости морских животных богаче 0 0 1 Fфтором по сравнению с костями наземных. Посту пает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 мг/л. При недостатке фтора у человека развивается 0 0 1 Fкариес зубов, при повышенном поступ лении — флюороз. 0 0 1 FВысокие концентра ции ионов фтора опасны ввиду их 0 0 1 Fспособ ности к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в биологическом отношении элементов (Р, Са, Мg и др.), нарушающему их 0 0 1 Fба ланс в организме. Органические производные фтора 0 0 1 Fобнаружены только в некоторых расте ниях (например, в южноафриканском Dicha petalum cymosum). Основные из них — 0 01 Fпроизводные фторуксусной кислоты, токсич ные как 0 0 1 Fдля других растений, так и для жи вотных. Биологическая 0 0 1 Fроль изучена недостаточно. Установлена связь об мена фтора с образованием костной ткани скелета и особенно зубов. Необходимость фтора для растений не доказана. Отравления фтором возможны у работающих в 0 0 1 Fхимической промышленности, при синте зе фторосодержащих соединений и производстве фосфорных удобрений. Фтор раздражает дыхательные пути, вызывает ожоги кожи. При остром отравлении возникают 0 0 1 Fраздражение слизистых оболочек горта ни и бронхов, глаз, слюнотечение, носовые кровотечения; в тяжелых случаях — отек легких, поражение центр, нервной системы и др.; при хроническом — 0 01 F конъ юнктивит, бронхит, пневмония, пневмо-склероз, флюороз. Характерно 0 01 Fпораже ние кожи 0 0 1 Fтипа экземы. Первая по мощь: промывание глаз водой, при 0 0 1 Fожо гах кожи — орошение 70%-ным спиртом; при ингаляционном отравлении — 0 01 Fвды хание кислорода. Профилактика: соблюдение правил 0 01 Fтехники безопасно сти, ношение специальной одежды, 0 01 Fрегу лярные медицинские 0 0 1 Fосмотры, включе ние в пищевой рацион кальция, 0 0 1 Fвита минов. Препараты, содержащие фтор, применяют в 0 0 1 Fмедицинской практике в качестве противоопу холевых (5- фторурацил, фторафур, фтор-бензотэф), нейролептических (трифлу-перидол, или триседил, фторфеназин, трифтазин и др.), антидепрессивных (фторацизин), наркотическиз (фторотан) и других средств.

Фтор

ФТОР

ФТОР (лат. Fluorum),
F — химический
элемент VII группы периодической си­стемы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при нормаль­ных условиях (0 °С; 0,1 Мн/м², или 1 кгс/см²) — газ бледно-желтого цвета с резким запахом.

Природный фтор
состоит из одного ста­бильного изотопа ¹⁹F. Искусственно полу­чены
пять радиоактивных изотопов: ¹⁶F с периодом полураспада Т_1/2 < 1 сек, ¹⁷F(Т_1/2
= 70 сек), ¹⁸F (Т_1/2 = 111 мин), ²⁰F (Т_1/2 = 11,4 сек), ²¹F(Т_1/2
= 5 сек).

Историческая справка.

Первое соединение фтора — флюорит
(плави­ковый шпат) CaF₂ — описано в конце 15 века под названием «флюор»
(от латинского fluo — теку, по свойству СаF₂
делать жидкотекучими вязкие
шлаки металлургических произ­водств). В 1771 К. Шееле
получил плавиковую кислоту. Свободный фтор выделил А. Муассан
в 1886 электролизом жидко­го безводного фтористого водорода, содер­жащего примесь кислого фторида
ка­лия KHF₂.

Химия фтора начала развиваться с 1930-х годов, особенно быстро — в годы 2-й
мировой войны 1939-45 и после нее в связи с потребностями атомной промышленности и ракетной техники. Название
«фтор» (от греческого phthoros — разрушение,
гибель), предложенное А. Ампером в 1810, употребляется только в русском языке; во многих странах принято название
«флюор».

Распространение в природе.

Среднее содержание фтора в земной
коре 6,25_*10^-2% по массе; в
кислых изверженных породах (гра­нитах) оно
составляет 8_*10^—2%, в ос­новных — 3,7_*10^-2%, в ультраоснов­ных — 10^-2%. Фтор присутствует в вулка­нических газах и термальных водах. Важ­нейшие соединения фтора —
флюорит, крио­лит и топаз. Всего известно 86 фторсодержащих мине­ралов. Соединения фтора находятся
также в апатитах, фосфоритах и других. Фтор — важный биогенный элемент. В
истории Земли источником поступления фтора в био­сферу были продукты извержения
вулка­нов (газы и др.).

Физические и химические
свойства.

Газообразный ФТОР имеет плотность
1,693 г/л (0 °С и 0,1 Мн/м², или 1 кгс/см²), жидкий —
1,5127 г/см³ (при температуре кипения); t_пл -219,61 °С; t_кип
-188,13 °С. Молекула фтора состоит из двух атомов (F₂); при 1000 °С
50% молекул диссоциирует, энер­гия диссоциации около 155±4 кдж/моль (37±1
ккал/моль). Фтор плохо раство­рим в жидком фтористом водороде; раст­воримость
2,5_*10^-3 г в 100 г НF при -70 °С и 0,4_*10^-3
г при -20 °С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне.
Конфигурация внешних электронов атома фтора 2s² 2р⁵. В
соеди­нениях проявляет степень окисления -1. Ковалентный радиус атома 0,72А,
ион­ный радиус 1,33А. Сродство к электрону 3,62 эв, энергия ионизации (F ® F+) 17,418 эв. Высокими значениями
сродства к электрону и энергии ионизации объяс­няется сильная
электроотрицательность атома фтора, наибольшая среди всех других элементов.
Высокая реакционная спо­собность фтора обусловливает экзотермичность
фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой ве­личиной
энергии диссоциации молекулы фтора и большими величинами энергии связей атома
фтора с другими атомами. Прямое фторирование имеет цепной механизм и легко
может перейти в горение и взрыв. Фтор реагирует се всеми элементами, кроме
гелия, неона и аргона. С кислородом взаимодействует в тлеющем разряде, образуя
при низких температурах фториды кислорода О₂Р₃, О₃F₂
и др. Реакции фтора с другими галогенами экзотермичны, в резуль­тате образуются
межгалогенные соедине­ния. Хлор взаимодействует с фтором при нагревании до
200-250 °С, давая монофто­ристый хлор
СlF и трехфтористый
хлор СlF₃. Известен также СlF₃, получаемый фторированием СlF₃ при высокой температуре
и давлении 25 Мн/м² (250 кгс/см²). Бром и иод воспламеняются в атмосфере фтора при
обычной темпере, при этом могут быть получены BrF₃,
BrF₅, IF₅, IF₇. Фтор непосредственно реалирует с криптоном, ксеноном и радоном,
образуя соответ­ствующие фториды
(например, ХeF₄, ХеF₆, КrF₂). Известны также оксифторид и ксенона.

Взаимодействие
фтора с серой сопровож­дается выделением тепла и приводит к образованию
многочисленных фторидов серы Селен и теллур образуют высшие фториды SеF₆
и ТеF₆. Фтор
с водоро­дом реагируют
с воспламенением; при
этом образуется фтористый водород. Фтор с азотом реагирует лишь в электрическом разряде. Древесный уголь при
взаи­модействии с фтором воспламеняется при обычной
температуре; графит реагирует с ним при сильном
нагревании, при этом воз­можно образование твердого
фтористого графита или газообразных перфторуглеродов
CF₄ и C₂F₆. С бромом, кремнием, фосфором, мышьяком фтор взаимо­действует на холоду,
образуя соответст­вующие фториды.

Фтор энергично
соединяется с большинством металлов; щелочные и щелочно-земельные
металлы воспламеняются в атмосфере фтора на холоду, Bi, Sn, Ti, Мо, W — при незначительном нагревании. Hg, Pb, U, V реагируют с фтором при комнат­ной температуре, Pt — при температуре тёмно-красного
каления. При взаимодействии металлов с фтором образуются, как правило, высшие
фториды, например UF₆,
MoF₆, HgF₂. Некоторые металлы (Fe, Сu,
Al, Ni, Mg, Zn)
реагируют с фтором с образованием защитной плёнки фторидов, препятствую­щей
дальнейшей реакции.

При взаимодействии фтора с окисла­ми
металлов на холоду образуются фто­риды металлов и кислород; возможно также
образование оксифторидов метал­лов (например, MoO₂F₂). Окислы неме­таллов либо
присоединяют фтор, например SO₂ + F₂ = SO₂F₂, либо кислород в них
замещается на фтор, например SiO₂ + 2F₂ = SiF₄ + О₂. Стекло очень медлен­но
реагирует с фтором; в присутствии воды реакция идёт
быстро. Вода взаимодейст­вует с фтором: 2Н₂О + 2F₂ = 4HF + О₂; при этом образуется также OF₂ и пере­кись водорода Н₂О₂.
Окислы азота NO и NО₂ легко
присоединяют фтор с образованием соответственно фтористого нит-розила FNO и фтористого нитрила FNО₂. Окись углерода присоединяет
фтор при нагревании с образованием фтористого карбонила: СО + F₂ = COF₂.

Гидроокиси металлов реагируют с
фтором, образуя фторид металла и кислород, например 2Ва(ОН)₂
+ 2F₂ = 2ВаF₂ + 2Н₂О
+ О₂. Водные растворы NaOH и КОН реагиру­ют с фтором при О °С с образованием OF₂.

Галогениды металлов или неметаллов
взаимодействуют с фтором на холоду, причем фтор замешает все галогены.

Легко фторируются сульфиды, нит­риды
и карбиды. Гидриды металлов образуют с фтором на холоду фторид металла и HF; аммиак (в парах) — N₂ и HF. Фтор замещает водород в кислотах
или металлы в их солях, например НNО₃ (или NaNO₃) + F₂ ® FNO₃ + HF (или NaF); в более жестких условиях фтор вытесняет кисло­род из этих
соединений, образуя сульфурилфторид. Карбонаты ще­лочных и щелочноземельных
металлов реагируют с фтором при обычной температуре; при этом получаются
соответствующий фто­рид, СО₂ и О₂.

Фтор энергично реагирует с
органическими веществами.

Получение.

Источником для производства фтора
служит фтористый водород, получающийся в основном либо при действии серной
кислоты H₂SO₄ на флюо­рит CaF₂, либо при переработке апати­тов
и фосфоритов. Производство фтора осу­ществляется электролизом расплава кис­лого
фторида калия, который образуется при
насыщении распла­ва KF_*HF фтористым водородом до со­держания
40-41% HF. Материалом для электролизера обычно служит сталь; электроды —
угольный анод и стальной катод. Электролиз ведется при 95-100 °С и напряжении
9-11 в; выход фтора по току достигает 90-95%. 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 аппаратах из никеля и сплавов на его основе, из
меди, алюминия и его сплавов, латуни нержавеющей стали.

Применение.

Газообразный фтор служит для
фторирования UF₄ в UF₆, применяемого для изотопов
разделения урана, а также для получения трех-фтористого хлора СlF₃
(фторирующий агент), шестифтористой серы SF₆ (газо­образный изолятор
в электротехнической промышленности), фторидов металлов (например, W и V).
Жидкий фтор — окислитель ракет­ных топлив.

Широкое применение получили много­численные
соединения фтора — фтористый водород, алюминия фторис), кремне-фториды,
фторсульфоновая кислота (рас­творитель, катализатор, реагент для по­лучения
органических соединений, содержа­щих группу — SO₂F), ВF₃
(катализатор), фторорганические соединения и др.

Техника безопасности.

Фтор токсичен, предельно допустимая
концент­рация его в воздухе примерно 2_*10^-4 мг/л, а
предельно допустимая концентрация при экспозиции не более 1 ч составляет 1,5_*10^-3
мг/л.

Фтор в организме.

Фтор по­стоянно входит в состав
животных и растительных тканей; микроэлементов. В виде неорганических
соединений содержится главным образом в костях животных и человека — 100-300
мг/кг; особенно много фтора в зу­бах. Кости морских животных богаче фтором по
сравнению с костями наземных. Посту­пает в организм животных и человека
преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5
мг/л. При недостатке фтора у человека развивается кариес зубов, при повышенном
поступ­лении — флюороз. Высокие концентра­ции ионов фтора опасны ввиду их способ­ности
к ингибированию ряда ферментативных реакций, а также к связыванию важных в
биологическом отношении элементов (Р, Са, Мg и др.), нарушающему их ба­ланс в
организме. Органические производные фтора обнаружены только в некоторых расте­ниях
(например, в южноафриканском Dicha petalum cymosum). Основные из них — производные
фторуксусной кислоты, токсич­ные как для других растений, так и для жи­вотных.
Биологическая роль изучена недостаточно. Установлена связь об­мена фтора с
образованием костной ткани скелета и особенно зубов. Необходимость фтора для
растений не доказана.

Отравления фтором возможны у
работающих в химической промышленности, при синте­зе фторосодержащих соединений
и производстве фосфорных удобрений. Фтор раздражает дыхательные пути, вызывает
ожоги кожи. При остром отравлении возникают раздражение слизистых оболочек
горта­ни и бронхов, глаз, слюнотечение, носовые кровотечения; в тяжелых случаях
— отек легких, поражение центр, нервной системы и др.; при хроническом — конъ­юнктивит,
бронхит, пневмония, пневмо-склероз, флюороз. Характерно пораже­ние кожи типа
экземы. Первая по­мощь: промывание глаз водой, при ожо­гах кожи — орошение
70%-ным спиртом; при ингаляционном отравлении — вды­хание кислорода.
Профилактика: соблюдение правил техники безопасно­сти, ношение специальной
одежды, регу­лярные медицинские осмотры, включе­ние в пищевой рацион кальция,
вита­минов.

Препараты, содержащие фтор,
применяют в медицинской практике в качестве противоопу­холевых (5-фторурацил,
фторафур, фтор-бензотэф), нейролептических (трифлу-перидол, или триседил,
фторфеназин, трифтазин и др.), антидепрессивных (фторацизин), наркотическиз
(фторотан) и других средств.

F	9
18,9984
[He]2s22p5
Фтор

Фтор — элемент главной подгруппы седьмой группы, второго периода периодической системы химических элементов Менделеева, с атомным номером 9. Обозначается символом F Fluorum. Фтор — чрезвычайно химически активный неметалл и самый сильный окислитель, является самым лёгким элементом из группы галогенов. Простое вещество фтор (CAS-номер: 7782-41-4) при нормальных условиях — двухатомный газ бледно-жёлтого цвета с резким запахом, напоминающим озон или хлор (формула F₂). Очень ядовит.

История

Первое соединение фтора — флюорит (плавиковый шпат) CaF₂ — описано в конце XV века под названием «флюор». В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту.

Как один из атомов плавиковой кислоты, элемент фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь семьдесят шест лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₂.

Происхождение названия

Название «фтор» (φθόρος — разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского «Fluorum» (которое происходит, в свою очередь, от fluere — «течь», по свойству соединения фтора, флюорита (CaF₂), понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава).

Распространение в природе

Содержание фтора в атомных процентах в природе показано в таблице:

Объект	Содержание
Почва	0,02
Воды рек	0,00002
Воды океана	0,0001
Зубы человека	0,01

В природе значимые скопления фтора содержатся разве что только в минерале флюорите.

В некоторой степени относительно богаты фтором растения чечевица и лук

Содержанием в почве фтор обязан вулканическим газам, за счет того, что в их состав обычно входит большое количество фтороводорода.

Изотопный состав

Фтор является моноизотопным элементом, так как в природе существует только один стабильный изотоп фтора ¹⁹F. Известны еще 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31, и один ядерный изомер — ¹⁸F^m. Самым долгоживущим из радиоактивных изотопов фтора является ¹⁸F с периодом полураспада 109,771 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

Ядерные свойства изотопов фтора

Изотоп	Относительная масса, а.е.м.	Период полураспада	Тип распада	Ядерный спин	Ядерный магнитный момент
17F	17,0020952	64,5 c	β+-распад в 17O	5/2	4.722
18F	18,000938	1,83 часа	β+-распад в 18O	1
19F	18,99840322	Стабилен	—	1/2	2.629
20F	19,9999813	11 c	β−-распад в 20Ne	2	2.094
21F	20,999949	4,2 c	β−-распад в 21Ne	5/2
22F	22,00300	4,23 c	β−-распад в 22Ne	4
23F	23,00357	2,2 c	β−-распад в 23Ne	5/2

Магнитные свойства ядер

Ядра изотопа ¹⁹F имеют полуцелый спин, поэтому возможно применение этих ядер для ЯМР-исследований молекул. Спектры ЯМР-¹⁹F являются достаточно характеристичными для фторорганических соединений.

Электронное строение

Электронная конфигурация атома фтора следующая: 1s²2s²2p⁵. Атомы фтора в соединениях могут проявлять степень окисления равную −1. Положительные степени окисления в соединениях не реализуются, так как фтор является самым электроотрицательным элементом.

Квантовохимический терм атома фтора — ²P_3/2

Строение молекулы

С точки зрения теории молекулярных орбиталей, строение двухатомной молекулы фтора можно охарактеризовать следующей диаграммой. В молекуле присутствует 4 связывающих орбители и 3 разрыхляющих. Очевидно, что порядок связи в молекуле равен 1.

Кристаллическая решётка

Кристаллическая решётка фтора в твёрдом состоянии является моноклиной гранецентрированной со следующими параметрами решётки:

Параметр	и значение
a	550 пм
b	328 пм
c	728 пм
α=β=γ	90°

Получение

Источником для производства фтора служит фтористый водород HF, получающийся в основном либо при действии серной кислоты H₂SO₄ на флюорит CaF₂, либо при переработке апатитов и фосфоритов.

Лабораторный метод

Лабораторные условия — фтор можно получать с помощью химических установок. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальция со смазкой из оксида свинца (II) и глицерина.

В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл способ чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K₂MnF₆ и SbF₅ при 150 °C:

K₂MnF₆ + 2SbF₅ → 2KSbF₆ + MnF₃ + ½F₂

2K₂MnF₆ + 4SbF₅ → 4KSbF₆ + 2MnF₃ + F₂

Хотя этот метод не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен.

Промышленный метод

Промышленное производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·3HF (часто с добавлениями фторида лития), который образуется при насыщении расплава KF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF. Процесс электролиза проводят при температурах около 100 °C в стальных электролизёрах со стальным катодом и угольным анодом.

Физические свойства

Слабо светло-оранжевый газ, в малых концентрациях запах напоминает одновременно озон и хлор, очень агрессивен и ядовит.

Химические свойства

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (редкие исключения — фторопласты), и с большинством из них — с горением и взрывом. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах (до −252°C). В атмосфере фтора горят даже вода и платина:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:

XeF₈ → XeF₆ + F₂

MnF₄ → MnF₃ + 1/2 F₂

Фтор также способен окислять кислород, образуя фторид кислорода OF₂.

Хранение

Фтор хранят в газообразном состоянии (под давлением) и в жидком виде (при охлаждении жидким азотом) в аппаратах из никеля и сплавов на его основе (монель-металл), из меди, алюминия и его сплавов, латуни, нержавеющей стали.

Применение в химической деятельности (химической промышленноси)

Газообразный фтор используется для получения:
гексафторида урана UF₆ из UF₄, применяемого для разделения изотопов урана для ядерной промышленности.
трёхфтористого хлора ClF₃ — фторирующий агент и мощный окислитель ракетного топлива
шестифтористой серы SF₆ — газообразный изолятор в электротехнической промышленности
фторидов металлов (например, W и V), которые обладают некоторыми полезными свойствами
фреонов — хороших хладагентов
тефлонов — химически инертных полимеров
гексафтороалюмината натрия — для последующего получения алюминия электролизом
различных соединений фтора

Ракетная техника

Соединения фтора широко применяются в ракетной технике как окислитель ракетного топлива.

Применение в медицине

Соединения фтора широко применяются в медицине как кровезаменители.

Биологическая и физиологическая роль

Фтор является жизненно необходимым для организма элементом. В организме человека фтор, в основном, содержится в эмали зубов в составе фторапатита — Ca₅F(PO₄)₃. При недостаточном (менее 0,5 мг/литр питьевой воды) или избыточном (более 1 мг/литр) потреблении фтора организмом могут развиваться заболевания зубов: кариеса и флюорозу (крапчатости эмали) и остеосаркомы, соответственно.

Малое содержание фтора разрушает эмаль за счет вымывания фтора из фторапатита с образованием гидроксоапатита, и наоборот.

Для профилактики кариеса рекомендуется использовать зубные пасты с добавками фтора или употреблять фторированную воду (до концентрации 1 мг/л), или применять местные аппликации 1-2 % раствором фторида натрия или фторида олова. Такие действия могут сократить вероятность появления кариеса на 30-50 %.

Предельно допустимая концентрация связанного фторав воздухе промышленных помещениях равен 0,0005 мг/литр.

Дополнительная информация

Фториды
Соединения фтора в ракетной технике
Соединения фтора в медицине
Категория:Соединения фтора

Фтор, Fluorum, F(9)
Фтор (Fluorine, франц. и нем. Fluor) получен в свободном состоянии в 1886 г., но его соединения известны давно и широко применялись в металлургии и производстве стекла. Первые упоминания о флюорите (СаР,) под названием плавиковый шпат (Fliisspat) относятся к XVI в. В одном из сочинений, приписываемых легендарному Василию Валентину, упоминаются окрашенные в различные цвета камни — флюссе (Fliisse от лат. fluere — течь, литься), которые применялись в качестве плавней при выплавке металлов. Об этом же пишут Агрикола и Либавиус. Последний вводит особые названия для этого плавня — плавиковый шпат (Flusspat) и минеральный плавик. Многие авторы химико-технических сочинений XVII и XVIII вв. описывают разные виды плавикого шпата. В России эти камни именовались плавик, спалт, спат; Ломоносов относил эти камни к разряду селенитов и называл шпатом или флусом (флус хрустальный). Русские мастера, а также собиратели коллекций минералов (например, в XVIII в. князь П. Ф. Голицын) знали, что некоторые виды шпатов при нагревании (например, в горячей воде) светятся в темноте. Впрочем, еще Лейбниц в своей истории фосфора (1710) упоминает в связи с этим о термофосфоре (Thermophosphorus).

По-видимому, химики и химики-ремесленники познакомились с плавиковой кислотой не позднее XVII в. В 1670 г. нюрнбергский ремесленник Шванхард использовал плавиковый шпат в смеси с серной кислотой для вытравливания узоров на стеклянных бокалах. Однако в то время природа плавикового шпата и плавиковой кислоты была совершенно неизвестна. Полагали, например, что протравливающее действие в процессе Шванхарда оказывает кремневая кислота. Это ошибочное мнение устранил Шееле, доказав, что при взаимодействии плавикового шпата с серной кислотой кремневая кислота получается в результате разъедания стеклянной реторты образующейся плавиковой кислотой. Кроме того, Шееле установил (1771), что плавиковый шпат представляет собой соединение известковой земли с особой кислотой, которая получила название «Шведская кислота».

Лавуазье признал радикал плавиковой кислоты (radical fluorique) простым телом и включил его в свою таблицу простых тел. В более или менее чистом виде плавиковая кислота была получена в 1809 r. Гей-Люссаком и Тенаром путем перегонки плавикового шпата с серной кислотой в свинцовой или серебряной реторте. При этой операции оба исследователя получили отравление. Истинную природу плавиковой кислоты установил в 1810 г. Ампер. Он отверг мнение Лавуазье о том, что в плавиковой кислоте должен содержаться кислород, и доказал аналогию этой кислоты с хлористоводородной кислотой. О своих выводах Ампер сообщил Дэви, который незадолго до этого установил элементарную природу хлора. Дэви полностью согласился с доводами Ампера и затратил немало усилий на получение свободного фтора электролизом плавиковой кислоты и другими путями. Принимая во внимание сильное разъедающее действие плавиковой кислоты на стекло, а также на растительные и животные ткани, Ампер предложил назвать элемент, содержащийся в ней, фтором (греч.- разрушение, гибель, мор, чума и т. д.). Однако Дэви не принял этого названия и предложил другое — флюорин (Fluorine) по аналогии с тогдашним названием хлора — хлорин (Chlorine), оба названия до сих пор употребляются в английском языке. В русском языке сохранилось название, данное Ампером.

Многочисленные попытки выделить свободный фтор в XIX в. не привели к успешным результатам. Лишь в 1886 г. Муассану удалось сделать это и получить свободный фтор в виде газа желто-зеленого цвета. Так как фтор является необычайно агрессивным газом, Муассану пришлось преодолеть множество затруднений, прежде чем он нашел материал, пригодный для аппаратуры в опытах со фтором. U-образная трубка для электролиза фтористо- водородной кислоты при 55°С (охлаждаемая жидким хлористым метилом) была сделана из платины с пробками из плавикового шпата. После того как были исследованы химические и физические свойства свободного фтора, он нашел широкое применение. Сейчас фтор — один из важнейших компонентов синтеза фторорганических веществ широкого ассортимента. В русской литературе начала XIX в. фтор именовался по-разному: основание плавиковой кислоты, флуорин (Двигубский,1824), плавиковость (Иовский), флюор (Щеглов, 1830), флуор, плавик, плавикотвор. Гесс с 1831 г. ввел в употребление название фтор.