一种非金属化学元素)
发布时间:2019-09-29 发布者:文案编辑 来源:原创/投稿/转载

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  氟是一种非金属化学元素,化学符号F,原子序数9。氟是卤族元素之一,属周期系ⅦA族,在元素周期表中位于第二周期。氟元素的单质是F

  由于氟的特殊化学性质,导致其物理性质的测定的难度较大,一些数据的准确性并不是很高,下面的数据采用了参考资料中的最新数据或时间相近数据中

  晶体结构:简单立方;晶胞参数:a = 550 pm,b = 328 pm,c = 728 pm,α=β =γ= 90°;

  ,且氟具有极小的原子半径,因此具有强烈的得电子倾向,具有强的氧化性,是已知的最强的氧化剂之一。

  氢与氟的化合反应异常剧烈,即使在-250℃的低温暗处下,也可以与氢气爆炸性化合,生成氟化氢

  不但是氢气,氟可以与除O、N、He、Ne、Ar、Kr以外所有元素的单质反应,生成最高价氟化物。

  由于氟强烈的氧化性,氟甚至可以和氙直接化和。由于反应条件的不同,产物可以是XeF

  通常,由于氮对氟而言是惰性的,可用作气相反应的稀释气。氮和氟用辉光放电法可以化合为NF

  氟与无水亚硝酸钠在加热条件下,或是令二氧化氮在氟中燃烧,可以得到氟化硝酰:

  通常氟与有机物反应会因过于剧烈而只能得到简单有机氟化物,但如果将氟稀释一定比例,也可以发生类似氯和溴的有机加成反应或是有机取代反应。

  F的原子半径小,因此氟分子中孤对电子的排斥力相当大,并且氟无可利用的d轨道,因此不能形成d-pπ键,使得F-F键键能非常小

  氟化物中,氟与其他元素形成的化学键非常强,离子型的卤化物中,一般氟化物晶格能U最大;共价型卤化物中,一般氟化物△

  1774年瑞典化学家舍勒在研究硫酸与萤石的反应时发现HF,并于1789年提出它的酸根与盐酸酸根性质相似的猜想。而后法国化学家盖·吕萨克等继续进行提纯氢氟酸的研究,到了1819年无水氢氟酸虽然仍未分离,但其对玻璃以及硅酸盐反应的本质已被阐明:

  CaSiO₃ + 6 HF → CaF₂ + SiF₄ + 3H₂O; SiO₂ + 4 HF → SiF₄ + 2H₂O

  19世纪初期安培给戴维的信函中指出氢氟酸中存在着一种未知的化学元素,正如盐酸中含有氯元素,并建议把它命名为“Fluor”,词源来自拉丁文及法文, 原意为“流动 (flow, fluere)”之意。

  在此之后,1813年戴维,1836年乔治·诺克斯及托马士·诺克斯,1850年弗累密,1869年哥尔, 都曾尝试制备出氟单质,但最终都因条件不够或无法分离而失败,他们因长期接触含氟化合物中毒而健康受损。

  1886年的6月弗累密的学生莫瓦桑总结前人分离氟元素失败的原因, 并以他们的实验方案作为基础,刚开始曾选用低熔点的三氟化磷三氟化砷进行电解, 阳极上有少量气泡冒出, 但仍腐蚀铂电极, 而大部分气泡仍未升上液面时被液态氟化砷吸收而失败。

  1886年莫瓦桑采用液态氟化氢作电解质, 在其中加入氟氢化钾(KHF₂) 使它成为导电体; 以铂制U形管盛载电解液, 铂铱合金作电极材料, 萤石制作管口旋塞, 接合处以虫胶封固, 电降槽(铂制U形管)以氯乙烷(C₂H₅Cl)作冷凝剂, 实验进行时, 电解槽温度降至-23℃。6月26日那天开始进行实验, 阳极放出了气体, 他把气流通过硅时燃起耀眼的火光, 根据他的报告: 被富集的气体呈黄绿色, 氟元素被成功分离。

  莫氏发现氟的成就, 使他获得卡柴奖金(Prix la Caze), 1896年获英国皇家科学会赠戴维奖章; 1903年德国化学会赠他霍夫曼奖章; 1906年获诺贝尔化学奖

  、NaF)的透明度比传统氧化物玻璃大百倍,即使在强辐射下也不变暗;氟化物玻璃纤维制成的光导纤维,效果比SiO

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