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Flúor

Flúor (F) , mais reativo Elemento químico e o membro mais leve dos elementos de halogênio, ou Grupo 17 (Grupo VIIa) do tabela periódica . Sua atividade química pode ser atribuída à sua extrema capacidade de atrair elétrons (é o elemento mais eletronegativo) e ao pequeno tamanho de sua átomos .

flúor Propriedades do flúor. Encyclopædia Britannica, Inc.

História

O fluorita mineral contendo flúor (ou fluorita) foi descrito em 1529 pelo médico e mineralogista alemão Georgius Agricola . Parece provável que o ácido fluorídrico bruto foi preparado pela primeira vez por um vidreiro inglês desconhecido em 1720. Em 1771, o químico sueco Carl Wilhelm Scheele obtido ácido fluorídrico em um estado impuro por aquecimento de espatoflúor com concentrado ácido sulfúrico em uma retorta de vidro, que foi muito corroída pelo produto; como resultado, os vasos feitos de metal foram usados ​​em experimentos subsequentes com a substância. O ácido quase anidro foi preparado em 1809, e dois anos depois o físico francês André-Marie Ampère sugeriu que era um composto de hidrogênio com um elemento desconhecido, análogo para cloro , para o qual ele sugeriu o nome de flúor. O espatoflúor foi então reconhecido como cálcio fluoreto.

O isolamento do flúor foi por muito tempo um dos principais problemas não resolvidos da química inorgânica, e só em 1886 o químico francês Henri Moissan preparou o elemento eletrolizando uma solução de fluoreto de hidrogênio potássio em fluoreto de hidrogênio. Ele recebeu o 1906 premio Nobel para Química, para isolar o flúor. A dificuldade em manusear o elemento e suas propriedades tóxicas contribuíram para o lento progresso na química do flúor. Na verdade, até a época da Segunda Guerra Mundial, o elemento parecia ser uma curiosidade de laboratório. Então, no entanto, o uso de hexafluoreto de urânio na separação de urânio isótopos , junto com o desenvolvimento de flúor orgânico compostos de importância industrial, fez do flúor um produto químico industrial de uso considerável.

Ocorrência e distribuição

O fluorita mineral contendo flúor (fluorita, CaF_dois) tem sido usada há séculos como um fundente (agente de limpeza) em vários processos metalúrgicos. O nome fluorita é derivado do latim fluxo , Fluir. Posteriormente, o mineral provou ser uma fonte do elemento, que foi consequentemente denominado flúor. Os cristais incolores e transparentes de espatoflúor exibem uma coloração azulada quando iluminado , e esta propriedade é consequentemente conhecida como fluorescência.

O flúor é encontrado na natureza apenas na forma de seus compostos químicos, exceto por traços do elemento livre em espatoflúor que foi submetido à radiação de rádio . Não é um elemento raro, ele constitui cerca de 0,065 por cento da crosta terrestre. Os principais minerais que contêm flúor são (1) espatoflúor, depósitos dos quais ocorrem em Illinois, Kentucky, Derbyshire, sul da Alemanha, sul da França e Rússia e a principal fonte de flúor, (2) criolita (Na₃AlF₆), principalmente da Groenlândia, (3) fluoroapatita (Ca₅[PO₄]₃[F, Cl]), amplamente distribuído e contendo quantidades variáveis ​​de flúor e cloro , (4) topázio (Al_doisSiO₄[F, OH]_dois), a gema e (5) lepidolita, uma mica e também um componente de ossos e dentes de animais.

Propriedades físicas e químicas

À temperatura ambiente, o flúor é um gás ligeiramente amarelo com um odor irritante. A inalação do gás é perigosa. Após o resfriamento, o flúor se torna um líquido amarelo. Há apenas um estábulo isótopo do elemento, flúor-19.

Porque o flúor é o maiseletronegativodos elementos, agrupamentos atômicos ricos em flúor são freqüentemente carregados negativamente. Iodeto de metila (CH₃I) e trifluoroiodometano (CF₃I) têm diferentes distribuições de carga, conforme mostrado nas seguintes fórmulas, nas quais o símbolo grego δ indica uma carga parcial:

O primeiro energia de ionização de flúor é muito alto (402 quilocalorias por mol), dando uma formação de calor padrão para o F⁺cátion de 420 quilocalorias por mol.

O pequeno tamanho do flúor átomo torna possível empacotar um número relativamente grande de átomos de flúor ou íons em torno de um determinado centro de coordenação (átomo central), onde forma muitos complexos estáveis ​​- por exemplo, hexafluorossilicato (SiF₆)²⁻e hexafluoroaluminato (AlF₆)³⁻. O flúor é o elemento oxidante mais poderoso. Nenhuma outra substância, portanto, é capaz de oxidar o ânion fluoreto ao elemento livre, por isso o elemento não é encontrado no estado livre na natureza. Por mais de 150 anos, todos os métodos químicos falharam na produção do elemento, o sucesso tendo sido alcançado apenas pelo uso de métodos eletrolíticos. No entanto, em 1986, o químico americano Karl O. Christe relatou a primeira preparação química de flúor, onde preparação química significa um método que não usa técnicas como eletrólise, fotólise e descarga ou usa o próprio flúor na síntese de qualquer um dos materiais de partida . Ele usou K_doisMnF₆e antimônio pentafluoreto (SbF₅), sendo que ambos podem ser facilmente preparados a partir de soluções de HF.

O alto poder de oxidação do flúor permite que o elemento produza os maiores números de oxidação possíveis em outros elementos, e muitos fluoretos de alto estado de oxidação de elementos são conhecidos para os quais não há outros haletos correspondentes - por exemplo, prata difluoreto (AgF_dois), cobalto trifluoreto (CoF₃), heptafluoreto de rênio (ReF₇), pentafluoreto de bromo (BrF₅), e heptafluoreto de iodo (IF₇)

Flúor (F_dois), composto por dois flúor átomos , combina com todos os outros elementos, exceto hélio e néon para formar fluoretos iônicos ou covalentes. Alguns metais, como níquel , são rapidamente cobertos por uma camada de flúor, o que impede um maior ataque do metal pelo elemento. Certos metais secos, como os suaves aço , cobre , alumínio , ou Monel (uma liga de 66 por cento de níquel, 31,5 por cento de cobre), não são atacados pelo flúor em temperaturas normais. Para trabalhar com flúor em temperaturas de até 600 ° C (1.100 ° F), Monel é adequado; sinterizadoaluminaé resistente a até 700 ° C (1.300 ° F). Quando os lubrificantes são necessários, os óleos de fluorocarbono são os mais adequados. O flúor reage violentamente com a matéria orgânica (como borracha, madeira e tecido), e a fluoração controlada de compostos orgânicos pela ação do flúor elementar só é possível se forem tomadas precauções especiais.

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