ФТОР

ФТОР (лат. Fluorum), F, хи­мич. эле­мент VII груп­пы ко­рот­кой фор­мы (17-й груп­пы длин­ной фор­мы) пе­рио­дич. сис­те­мы; от­но­сит­ся к га­ло­ге­нам; ат. н. 9, ат. м. 18,9984032. В при­ро­де один ста­биль­ный изо­топ ¹⁹F; по­лу­че­ны ра­дио­изо­то­пы с мас­со­вы­ми чис­ла­ми 14–18, 20–31; как ис­точ­ник по­зи­тро­нов при­ме­не­ние на­хо­дит ¹⁸F (T_1/2 109,77 мин, элек­трон­ный за­хват).

Распространённость в природе

Со­дер­жа­ние Ф. в зем­ной ко­ре 0,065% по мас­се. Встре­ча­ет­ся толь­ко в свя­зан­ном со­стоя­нии. Осн. пром. ми­не­рал – флюо­рит. Пром. зна­че­ние как ис­точ­ни­ки Ф. име­ют так­же апа­тит и фос­фо­ри­ты.

Ис­то­ри­че­ская справ­ка. Впер­вые со­еди­не­ние Ф. (пла­ви­ко­вая ки­сло­та) по­лу­че­но К. Шее­ле в 1771. На­зва­ние не­из­вест­ный эле­мент, вхо­дя­щий в со­став пла­ви­ко­вой ки­сло­ты, по­лу­чил в 1810 от назв. флюо­ри­та, ко­то­рое про­ис­хо­дит от лат. fluor – те­че­ние, по­ток (бла­го­даря спо­соб­но­сти ми­не­ра­ла лег­ко пла­вить­ся). В сво­бод­ном ви­де эле­мент вы­де­лен А. Му­ас­са­ном в 1886 при элек­тро­ли­зе сме­си KF и HF (от­кры­тие удо­стое­но в 1906 Но­бе­лев­ской пр.). Рус. назв. «Ф.» про­ис­хо­дит от греч. φϑόρος  – раз­ру­ше­ние (по свой­ст­вам пла­ви­ко­вой ки­сло­ты).

Свойства

Кон­фи­гу­ра­ция внеш­ней элек­трон­ной обо­лоч­ки ато­ма Ф. 2s²2p⁵; сте­пень окис­ле­ния –1; элек­тро­от­ри­ца­тель­ность по По­лин­гу 3,98. Ра­ди­ус ато­ма 73 пм, ра­ди­ус ио­на 133 пм, ко­ва­лент­ный ра­ди­ус 72 пм. Свой­ст­ва яд­ра ато­ма Ф. по­зво­ля­ют по­лу­чать спек­тры ЯМР хи­мич. со­еди­не­ний с вы­со­ким раз­ре­ше­ни­ем. Мо­ле­ку­ла Ф. двух­атом­на, име­ет зна­чи­тель­но бо­лее низ­кую по срав­не­нию с др. га­ло­ге­на­ми энер­гию дис­со­циа­ции.

Ф. – жел­то­ва­тый газ с силь­ным за­па­хом; t_пл –219,62 °С, t_кип –188,14 °С; плот­ность га­за 1,693 кг/м³, жид­ко­сти 1516 кг/м³ (–188 °С). Стан­дарт­ный элек­трод­ный по­тен­ци­ал 2,87 В.

Ф. не­ог­ра­ни­чен­но сме­ши­ва­ет­ся с жид­ки­ми О₂ и О₃, рас­тво­ря­ет­ся в не­ко­то­рых фто­рор­га­нич. жид­ко­стях (пер­фтор­де­ка­лин и др.). Яв­ля­ет­ся од­ним из силь­ней­ших окис­ли­те­лей и фто­ри­рую­щих реа­ген­тов, энер­гич­но взаи­мо­дей­ст­ву­ет с Н₂, га­ло­ге­на­ми, мно­ги­ми др. про­сты­ми и во­до­род­со­дер­жа­щи­ми ве­ще­ст­ва­ми (Н₂О, NH₃, N₂H₄, HCl и др.), с гра­фи­том об­ра­зу­ет фто­ри­ды гра­фи­та, с гра­фе­ном – фто­ри­ды гра­фе­на. Мн. ве­ще­ст­ва реа­гиру­ют с Ф. с вы­де­ле­ни­ем боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ло­ты и воз­ник­но­ве­ни­ем пла­ме­ни. Ряд про­стых ве­ществ при взаи­мо­дей­ст­вии с Ф. образуeт со­еди­не­ния в выс­ших сте­пе­нях окис­ле­ния (напр., XeF₆ и его про­из­вод­ные, AuF₅, ReF₇). Не­ко­то­рые мас­сив­ные ме­тал­лы (Ni, Cu) в ат­мо­сфе­ре Ф. по­кры­ва­ют­ся тон­кой плён­кой фто­ри­дов и про­яв­ля­ют ус­той­чи­вость к даль­ней­ше­му взаи­мо­дей­ст­вию. Ок­си­ды ме­тал­лов (мас­сив­ный алунд, мо­но­кри­стал­лич. сап­фир и др.), а так­же со­ли мо­гут быть бо­лее ус­той­чи­вы­ми к дей­ст­вию Ф., чем про­стые ве­ще­ст­ва.

Ф. от­но­сит­ся к мик­ро­эле­мен­там. В не­боль­ших ко­ли­че­ст­вах вхо­дит в со­став жи­вых ор­га­низ­мов (в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка ок. 2,6 г на 70 кг мас­сы те­ла), уча­ст­ву­ет в про­цес­сах об­ра­зо­ва­ния ко­ст­ной тка­ни, об­ме­не ве­ществ, ак­ти­ва­ции не­ко­то­рых фер­мен­тов. При не­дос­та­точ­ном (ме­нее 0,5 мг/л) или из­бы­точ­ном (бо­лее 1,0 мг/л) со­дер­жа­нии Ф. в пить­е­вой во­де мо­гут раз­ви­вать­ся ка­ри­ес и флюо­роз зу­бов.

Получение

Ф. по­лу­ча­ют элек­тро­ли­тич. раз­ло­же­ни­ем фто­ро­во­до­ро­да HF в рас­пла­ве гид­ро­фто­ри­дов ка­лия KH₂F₃ (70–120 °C, сред­не­тем­пе­ра­тур­ный про­цесс) или KНF₂ (245–310 °С, вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ный про­цесс) с ис­поль­зо­ва­ни­ем уголь­ных ано­дов и сталь­ных ка­то­дов. Для уда­ле­ния из по­лу­чае­мо­го га­за при­ме­сей HF ис­поль­зу­ют сорб­цию на гра­ну­ли­ро­ван­ных фто­ри­дах ще­лоч­ных ме­тал­лов. Не­боль­шие пар­тии Ф. по­став­ля­ют в бал­ло­нах в чис­том ви­де или в сме­сях с азо­том. В ря­де слу­ча­ев при­ме­ня­ют сжи­же­ние Ф. и его очи­ст­ку рек­ти­фи­ка­ци­ей. Объ­ём про­из-ва сво­бод­но­го Ф. в ми­ре ок. 20 тыс. т/год.

Применение

Зна­чит. часть cвободно­го Ф. идёт на по­лу­че­ние раз­но­об­раз­ных фтор­со­дер­жа­щих ма­те­риа­лов (элек­тро­ли­тов, рас­тво­ри­те­лей, ла­ков, ПАВ, сма­зоч­ных жид­ко­стей, ин­сек­ти­ци­дов, пес­ти­ци­дов, за­ме­ни­те­лей кро­ви, фар­ма­цев­тич. пре­па­ра­тов и др.). Ф. ис­поль­зу­ют в про­из-ве гек­саф­то­ри­да ура­на UF₆, триф­то­ри­да бо­ра BF₃, фто­ри­дов гра­фи­та CF_n и др. эле­мен­тов (WF₆, NF₃, SF₆, CF₄, SbF₅, XeF₆ и др.). При­ме­ня­ют в эк­си­мер­ных ла­зе­рах на ArF* или KrF*.

Ф. вы­со­ко­ток­си­чен. Раз­дра­жа­ет ко­жу, сли­зи­стые обо­лоч­ки но­са и глаз; вы­зы­ва­ет дер­ма­ти­ты, ожо­ги ко­жи, конъ­юнк­ти­ви­ты, отёк лёг­ких.