化學(xué)元素解釋?zhuān)?

基本信息

元素名稱(chēng)：氟

元素符號(hào)：F

元素原子量：19.00

元素類(lèi)型：非金屬

原子體積：(立方厘米/摩爾)12.6

元素在太陽(yáng)中的含量：(ppm)0.5

元素在海水中的含量：(ppm)

太平洋表面 0.0001

地殼中含量：(ppm)950

質(zhì)子數(shù)：9

中子數(shù)：10

原子序數(shù)：9

所屬周期：第二周期

所屬族數(shù)：VIIA

氧化態(tài)：Main F-1

電子層分布：2-7

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為簡(jiǎn)單立方晶胞。

化學(xué)鍵能：(kJ /mol)

F-F：159

F-O：190

F-N：272

C-F：484

標(biāo)準(zhǔn)生成熱：0.0kJ/mol

標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能：0.0kJ/mol

標(biāo)準(zhǔn)熵：202.7 J/K*mol

電離能：(kJ/ mol)

M - M+ 1681

M+ - M2+ 3374

M2+ - M3+ 6050

M3+ - M4+ 8408

M4+ - M5+ 11023

M5+ - M6+ 15164

M6+ - M7+ 17867

M7+ - M8+ 92036

M8+ - M9+ 106432

晶胞參數(shù)：

a = 550 pm

b = 328 pm

c = 728 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

熱導(dǎo)率：W/(m·K) 27.7

發(fā)現(xiàn)人：莫瓦桑(H.Moissan)

發(fā)現(xiàn)年代：1886年

發(fā)現(xiàn)過(guò)程：1886年，法國(guó)的莫瓦桑在鉑制U型管中，用鉑銥合金作電極，電解干燥的氟氫化鉀，制得氟。

基本簡(jiǎn)介

氟呈蒼黃色氣體，密度1.69克/升，熔點(diǎn)-219.62℃，沸點(diǎn)-188.14℃，化合價(jià)-1，氟的電負(fù)性最高，電離能為17.422電子伏 特，是非金屬中最活潑的元素，氧化能力很強(qiáng)，能與大多數(shù)含氫的化合物如水、氨和一切無(wú)論液態(tài)、固態(tài)、或氣態(tài)的化學(xué)物質(zhì)起反應(yīng)。與水的反應(yīng)很復(fù)雜，主要氟化氫和氧，以及較少量的過(guò)氧化氫，二氟化氧和臭氧產(chǎn)生，也可在化合物中置換其他非金屬元素。可以同所有的非金屬和金屬元素起猛烈的反應(yīng)，生成氟化物，并發(fā)生燃燒。有極強(qiáng)的腐蝕性和毒性，操作時(shí)應(yīng)特別小心，切勿使它的液體或蒸氣與皮膚和眼睛接觸。

氟元素是一種反應(yīng)性能極高的元素，被稱(chēng)為是“化學(xué)界頑童”。但是氟一旦與其它元素結(jié)合，就會(huì)成為耐熱、難以被藥品和溶劑侵蝕的具有"高度安全性能"的化合物。而且氟樹(shù)脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、潤(rùn)滑、彎曲率低、電氣性能好等優(yōu)異性能。氟元素被廣泛應(yīng)用于家庭用品、辦公自動(dòng)化設(shè)備、半導(dǎo)體、汽車(chē)等領(lǐng)域。氟原子非常小，僅次于氫原子。氟化合物具有無(wú)限的潛力，今后一定會(huì)有無(wú)數(shù)種具有各種特性的氟化合物誕生。

來(lái)源與用途

元素來(lái)源：可從電解熔融的氟化鉀和無(wú)水氟化氫的混合物中制得。

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

氟化物產(chǎn)品

特性 應(yīng)用實(shí)例 應(yīng)用范圍 使用產(chǎn)品

潤(rùn)滑性 球閥密封墊 化學(xué) NEW POLYFLON PTFE

AT密封環(huán) 汽車(chē)NEOFLON FMC(復(fù)合材料)

含填料POLYFLON PTFE

索導(dǎo)管 汽車(chē) POLYFLON PTFE

耐熱性、不粘性等 熨斗 家庭表面涂層涂料

電飯煲、烤鍋 家庭表面涂層涂料

耐熱、耐油 曲軸油封汽車(chē)DAI-EL

耐藥品、密封性等 氣缸墊片汽車(chē) DAI-EL LATEX

氣門(mén)油封 汽車(chē)DAI-EL

加油管 汽車(chē)DAI-EL

燃料管 汽車(chē)DAI-EL

脫模性 塑料橡膠用脫模劑機(jī)械 DAI-FREE

脫模用薄膜機(jī)械 氟樹(shù)脂薄膜

耐腐蝕性·清潔性 片載盒半導(dǎo)體 NEOFLON PFA

HD用墊片電氣·通信·信息DAI-EL

耐氣候性·防污性 建筑物外部涂裝 建筑ZEFFLE

石材混凝土防護(hù)建筑 MAMOLUN

防污性 玻璃等表面防污 電氣·通信·信息OPTOOL DSX

透明性 太陽(yáng)能加熱器覆膜 機(jī)械氟樹(shù)脂薄膜

電氣特性·阻燃性·耐熱性 LAN電線電氣·通信·信息NEOFLON FEP

氧傳感器電線汽車(chē)POLYFLON PTFE

電氣特性 電池電極的粘合劑電氣·通信·信息POLYFLON PTFE

主要性質(zhì)

熔點(diǎn)為-219.6 ℃，沸點(diǎn)為-188.1 ℃，密度為1.696 g/L(0 ℃)。淡黃色氣體，是最活潑的非金屬元素。用于制氟化試劑以及金屬冶煉中的助熔劑等。氟，原子序數(shù)9，原子量18.9984032，元素名來(lái)源于其主要礦物螢石的英文名。1812年法國(guó)科學(xué)家安培 指出氫氟酸中含有一種新元素，但自由狀態(tài)的氟一直沒(méi)有制得。直到1886年，法國(guó)化學(xué)家穆瓦桑將氟化鉀溶解在無(wú)水氫氟酸中進(jìn)行電解，才制得單質(zhì)氟。由于氟非常活潑，所以自然界中不存在游離狀態(tài)的氟。氟在地殼中的含量為0.072%，重要的礦物有螢石、氟磷酸鈣等。氟的天然同位素只有氟19。

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

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

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

發(fā)現(xiàn)

正是經(jīng)過(guò)19世紀(jì)初期的化學(xué)家發(fā)反復(fù)分析，肯定了鹽酸的組成，確定了氯是一種元素之后，氟就因它和氯的相似性很快被確認(rèn)是一種元素，相應(yīng)的存在與氫氟酸中。雖然它的單質(zhì)狀態(tài)一直拖延到19世紀(jì)80年代才被分離出來(lái)。

氟和氯一樣，也是自然界中廣泛分布的元素之一，在鹵素中，它在地殼中的含量?jī)H次于氯。早在16世紀(jì)前半葉，氟的天然化合物螢石(CaF2)就被記述于歐洲礦物學(xué)家的著作中，當(dāng)時(shí)這種礦石被用作熔劑，把它添加在熔煉的礦石中，以降低熔點(diǎn)。因此氟的拉丁名稱(chēng) fluorum從fluo(流動(dòng))而來(lái)。它的元素符號(hào)由此定為F。拉瓦錫在1789年的化學(xué)元素表中將氫氟酸基當(dāng)作是一種元素。到1810年戴維確定了氯氣是一種元素，同一年法國(guó)科學(xué)家安培根據(jù)氫氟酸和鹽酸的相似性質(zhì)和相似組成，大膽推斷氫氟酸中存在一種新元素。他并建議參照氯的命名給這種元素命名為fluorine。但單質(zhì)狀態(tài)的氟卻遲遲未能制得，直到1886年6月26日，才由法國(guó)化學(xué)家弗雷米的學(xué)生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此獲得1906年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他是由于在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)中作出貢獻(xiàn)而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的第二人。

比較一下氯和氟的發(fā)現(xiàn)史，是很有意義的。氯在它的單質(zhì)被分離出來(lái)30多年后才被確認(rèn)為是一種元素;而氟在沒(méi)有被分離出單質(zhì)狀態(tài)以前就被確認(rèn)為是一種元素了。這一史實(shí)說(shuō)明在人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，逐漸掌握了它們的一些規(guī)律后，就能更快、更清楚地認(rèn)識(shí)它們。

其他資料

食物來(lái)源

一般情況下，動(dòng)物性食品中氟高于植物性食品，海洋動(dòng)物中氟高于淡水及陸地食品，魚(yú)和茶葉氟含量很高。

代謝吸收

膳食和飲水中的氟攝入人體后，主要在胃部吸收。氟的吸收很快，吸收率也很高。氟的吸收還受幾種膳食因素的影響。鋁鹽、鈣鹽可降低氟在腸道中吸收，而脂肪水平提高可增加氟的吸收。氟一旦被吸收，即進(jìn)入血液，分布到全身，并有部分排出體外，從血漿來(lái)的氟與鈣化的組織形式復(fù)合物，此外還分布于軟組織的細(xì)胞內(nèi)外間隙。腎臟是無(wú)機(jī)氟排泄的主要途徑。

生理功能

1、氟在骨骼和牙齒的形成中有重要作用。氟是牙齒的重要成分，氟被牙釉質(zhì)中羥磷灰石吸附后，在牙齒表面形成一層抗酸性腐蝕的、堅(jiān)硬的氟磷灰石保護(hù)層，有防止齲齒的作用。

2、人體骨骼固體的60%為骨鹽，而氟能與骨鹽結(jié)晶表面的離子進(jìn)行交換，形成氟磷灰石而成為骨鹽的組成部分。骨鹽中的氟多時(shí)，骨質(zhì)堅(jiān)硬，而且適量的氟有利于鈣和磷的利用及骨骼中沉積，可加速骨骼成長(zhǎng)，促進(jìn)生長(zhǎng)，并維護(hù)骨骼的健康。

需要人群

1、老年人骨鈣流失較多，易發(fā)生骨質(zhì)疏松癥，注意氟的攝取對(duì)身體有益。

2、青少年的牙釉質(zhì)還很脆弱，加之又較喜好甜食，易發(fā)生齲齒，補(bǔ)氟十分必要。

生理需要

成年人適宜攝入量為1.5mg/d，最高可耐受攝入量為3.0mg/d。

過(guò)量表現(xiàn)

急性氟中毒的癥狀和體征為惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、心功能不全、驚厥、麻痹以及昏厥。長(zhǎng)期攝入低劑量的氟所引起的不良反應(yīng)為氟斑牙，而長(zhǎng)期攝入高劑量的氟則可引起氟骨癥。氟中毒：主要表現(xiàn)為氟骨癥和氟斑牙。氟斑牙：牙齒畸形、軟化、牙釉質(zhì)失去光澤、變黃;氟骨癥：骨骼變厚變軟、骨質(zhì)疏松、容易骨折。氟中毒晚期往往有慢性咳嗽、腰背及下肢疼痛、骨質(zhì)硬化、肌腱、韌帶鈣化和關(guān)節(jié)(關(guān)節(jié)產(chǎn)品，關(guān)節(jié)資訊囊肥厚、骨質(zhì)增生、關(guān)節(jié)變形等。另外，機(jī)體代謝過(guò)程中所需要的某些酵素系統(tǒng)會(huì)被破壞，導(dǎo)致多器官病變。

食物來(lái)源

鱈魚(yú)、鮭魚(yú)、沙丁魚(yú)等海鮮類(lèi)食物、茶葉、蘋(píng)果、牛奶、蛋、經(jīng)過(guò)氟處理過(guò)的飲水等。

缺乏癥

齲齒、骨質(zhì)疏松、骨骼生長(zhǎng)緩慢、骨密度和脆性增加是缺氟的主要表現(xiàn)，另外還可能造成不孕癥或貧血。