Nó là một chất ôxi hóa và hoạt động hóa học mạnh nhất trong tất cả các nguyên tố.. Flo thậm chí còn tạo ra các hợp chất với một số khí trơ như xenon và radon.. Lịch sử Flo ở dạng fluors
Trang 1Nguyên tố hóa học Flo
9 ôxy ← flo → neon
[[ | ]]
↑
F
↓
Cl
Bảng đầy đủ
Tổng quát
Tên, Ký hiệu, Số flo, F, 9
Nhóm, Chu kỳ, Khối 17, 2, p
Khối lượng riêng, Độ cứng 1,696 kg/m³, ?
Bề ngoài khí màu vàng lục nhạt
Trang 2Tính chất nguyên tử
Khối lượng nguyên tử 18,9984 đ.v.C
Bán kính nguyên tử (calc.) 50 (42) pm
Bán kính cộng hoá trị 71 pm
Bán kính van der Waals 147 pm
Cấu hình electron [He]2s22p5
e- trên mức năng lượng 2, 7
Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) -1 (axít mạnh)
Cấu trúc tinh thể hình lập phương
Tính chất vật lý
Trạng thái vật chất Khí
Trang 3Điểm nóng chảy 53,53 K (-363,32 °F)
Điểm sôi 85,03 K (-306,62 °F)
Trạng thái trật tự từ không nhiễm từ
Thể tích phân tử ? ×10-6 m³/mol
Nhiệt bay hơi 3,2698 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy 0,2552 kJ/mol
Áp suất hơi ? Pa tại ? K
Vận tốc âm thanh ? m/s tại ? K
Thông tin khác
Độ âm điện 3,98 (thang Pauling)
Nhiệt dung riêng 824 J/(kg·K)
Trang 4Độ dẫn điện ? /Ω·m
Độ dẫn nhiệt 0,0279 W/(m·K)
Năng lượng ion hóa 1 1.681,0 kJ/mol
2 3.374,2 kJ/mol
3 6.050,4 kJ/mol
4 8.407,7 kJ/mol
5 11.022,7 kJ/mol
6 15.164,1 kJ/mol
7 17.868 kJ/mol
8 92.038,1 kJ/mol
9 106.434,3 kJ/mol
Chất đồng vị ổn định nhất
19
F 100% Ổn định có 10 neutron
Trang 5Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú
Flo (từ tiếng Latinh Fluere, có nghĩa là "luồng chảy") là nguyên tố hóa học trong
bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu F và số nguyên tử bằng 9 Nó là một halôgen
có hóa trị -1, nằm trong nhóm 17 của bảng tuần hoàn Ở dạng khí, nó có màu vàng lục nhạt và là chất độc cực mạnh Nó là một chất ôxi hóa và hoạt động hóa học mạnh nhất trong tất cả các nguyên tố Ở dạng nguyên chất, nó cực kỳ nguy hiểm,
có thể tạo ra những vết bỏng hóa học trên da cực kỳ nguy hiểm
Thuộc tính
Ống nhựa chứa khí Flo
Flo nguyên chất là một khí màu vàng nhạt có tính ăn mòn do nó là một chất ôxi hóa mạnh Flo thậm chí còn tạo ra các hợp chất với một số khí trơ như xenon và radon Ngay trong bóng tối và ở nhiệt độ thấp, flo phản ứng mãnh liệt với hiđrô Trong luồng khí flo, thủy tinh, các kim loại, nước và các chất khác cháy với ngọn lửa sáng chói Nó hoạt động quá mạnh nên không thể tìm thấy ở dạng đơn chất và
có ái lực đối với phần lớn các nguyên tố khác, đặc biệt là silic, vì thế nó không thể được điều chế hay bảo quản trong các bình thủy tinh Trong không khí ẩm nó phản ứng với hơi nước để tạo ra axít flohiđric rất nguy hiểm
Trang 6Trong dung dịch nước, flo thông thường xuất hiện dưới dạng ion florua F- Các dạng khác là phức chất gốc flo (như [FeF4]-) hay H2F+
Các muối florua là hợp chất của flo với các gốc tích điện dương, thường là các ion Các hợp chất của flo với kim loại nằm trong số các muối ổn định nhất
Lịch sử
Flo ở dạng fluorspar (fluorit) được Georgius Agricola miêu tả năm 1529 như là một chất gây chảy, là một chất được sử dụng để làm giảm nhiệt độ nóng chảy của kim loại hay khoáng chất Năm 1670 Schwandhard đã phát hiện thấy thủy tinh bị fluorspar ăn mòn khi được xử lý bằng axít Karl Scheele và nhiều nhà nghiên cứu sau này như Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier và Louis Thenard đã từng thực nghiệm với axít flohiđric, dễ dàng thu được bằng cách xử lý florua canxi với axít sulfuric đậm đặc
Cuối cùng người ta nhận ra rằng axít flohiđric chứa một nguyên tố chưa được biết Nguyên tố này đã không được cô lập trong nhiều năm vì độ hoạt động hóa học rất cao của nó - nó được cô lập từ các hợp chất của nó rất khó khăn và ngay lập tức hóa hợp với các phần vật chất còn lại của hợp chất Cuối cùng vào năm 1886 flo
đã được cô lập bởi Henri Moissan sau gần như 74 năm cố gắng liên tục Nó là những cố gắng mà một số các nhà nghiên cứu đã phải trả giá bằng sức khỏe hay cuộc sống của họ, và đối với Moissan, nó đã làm cho ông đoạt giải Nobel năm
1906 về hóa học
Sản xuất flo thương mại lần đầu tiên là do nhu cầu để chế tạo bom nguyên tử của
dự án Manhattan trong Đại chiến thế giới lần thứ hai khi hợp chất hexaflorua uran (UF6) được sử dụng để tách các đồng vị U235 và U238 của urani Ngày nay cả hai công nghệ khuyếch tán và ly tâm khí sử dụng khí UF6 để sản xuất urani giàu cho các ứng dụng năng lượng nguyên tử
Trang 7Ứng dụng
Tinh thể Fluorite (CaF2)
Flo được sử dụng trong sản xuất các chất dẻo ma sát thấp như Teflon, và trong các halon như Freon Các ứng dụng khác là:
Axít flohiđric (công thức hóa học HF) được sử dụng để khắc kính
Flo đơn nguyên tử được sử dụng để khử tro thạch anh trong sản xuất các chất bán dẫn
Cùng với các hợp chất của nó, flo được sử dụng trong sản xuất urani (từ hexaflorua) và trong hơn 100 các hóa chất chứa flo thương mại khác, bao gồm cả các chất dẻo chịu nhiệt độ cao
Các floroclorohiđrôcacbon được sử dụng trong các máy điều hòa không khí
và thiết bị đông lạnh Các cloroflorocacbon (CFC) đã bị loại bỏ trong các ứng dụng này vì chúng bị nghi ngờ là tạo ra các lỗ hổng ôzôn Hexaflorua lưu huỳnh là một khí rất trơ và không độc (không phổ biến đối với các hợp chất của flo) Các loại hợp chất này là các khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh
Trang 8 Hexafloroaluminat kali, còn gọi là cryôlit, được sử dụng trong điện phân nhôm
Florua natri được sử dụng như một loại thuốc trừ sâu, đặc biệt để chống gián
Một số các florua khác thông thường được thêm vào thuốc đánh răng và (đôi khi gây tranh cãi) vào hệ thống cung cấp nước sạch để ngăn các bệnh nha khoa (răng, miệng)
Nó được sử dụng trong quá khứ để trợ giúp kim loại dễ nóng chảy hơn, vì thế mà có tên của nó
Một số các nhà nghiên cứu - bao gồm cả các nhà khoa học vũ trụ của Mỹ trong những năm đầu thập niên 1960 đã nghiên cứu khí flo đơn chất như là một nhiên liệu cho tên lửa đẩy vì lực đẩy cực kỳ cao của nó Các thực nghiệm đã thất bại vì flo rất khó để điều khiển và sử dụng Các sản phẩm cháy của nó có độc tố và ăn mòn cực kỳ mạnh
Hợp chất
Flo thông thường có thể thay thế hiđrô khi nó có trong các hợp chất hữu cơ Thông qua cơ chế này, flo có thể có rất nhiều hợp chất Các hợp chất flo với các khí trơ
đã được tổng hợp bởi Howard Claassen, Henry Selig, John Malm lần đầu tiên năm
1962 - là tetraflorua xenon Các florua của krypton và radon cũng đã được điều chế sau đó
Nguyên tố này được điều chế từ florit, cryôlit và florapatit
Xem thêm: Florocacbon
Cảnh báo
Trang 9Cả flo và HF cần phải được sử dụng với một yêu cầu rất nghiêm ngặt và phải tránh mọi sự tiếp xúc với da và mắt Mọi thiết bị phải được thụ động hóa trước khi phơi nhiễm bởi flo
Cả flo đơn chất và các ion florua là những chất độc mạnh Khi ở dạng đơn chất, flo
là một khí có mùi hăng đặc trưng có thể dễ dàng phát hiện ở nồng độ rất thấp (khoảng 20 nL/L) Nồng độ cho phép tối đa của sự phơi nhiễm hàng ngày (8 giờ làm việc) là 1 µL/L (một phần triệu theo thể tích), thấp hơn cả của xyanua hiđrô
