रासायनिक तत्व फ्लोरो: valence गुण विशेषता

फ्लोरिन (फा) - सबैभन्दा प्रतिक्रियाशील रासायनिक तत्व आवधिक तालिकाको र सजिलो हलोजन समूह 17 (VIIa)। इलेक्ट्रॉनों (सबैभन्दा electronegative तत्व) र यसको अणुहरु को सानो आकार आकर्षित कारण यसको क्षमता यो फ्लोरिन विशेषता।

आविष्कारको इतिहास

को फ्लोरिन-समावेश खनिज fluorspar जर्मन चिकित्सक र mineralogist Georgiem Agrikoloy द्वारा 1529 मा वर्णन गरिएको थियो। यो hydrofluoric एसिड पहिलो अज्ञात अंग्रेजी glassmaker 1720 GA 1771 स्वीडिश रसायनविद् कार्ल विल्हेम Scheele एक गिलास retort, परिणाम उत्पादन को कार्य अन्तर्गत हदसम्म corroded जसमा एकाग्रचित्त सल्फ्युरिक एसिड संग ताप fluorspar अन्तर्गत कच्चा hydrofluoric एसिड प्राप्त मा मा प्राप्त भएको थियो संभावना छ । त्यसैले, पछि प्रयोग, बर्तन धातु बनेको छन्। लगभग anhydrous एसिड 1809 साल मा प्राप्त भएको थियो, दुई वर्ष पछि फ्रान्सेली भौतिक André-Marie ampere अज्ञात तत्व, analogous क्लोरीन, यो ग्रीक फ्लोरो φθόριος देखि नाम प्रस्तावित छ जसको लागि, यो हाइड्रोजन मिश्रित «अवरोध» भनेर कल्पित। Fluorspar क्याल्सियम fluoride गरियो।

Fluoride जारी 1886, फ्रान्सेली रसायनविद् Anri Muassan हाइड्रोजन fluoride मा पोटासियम hydrofluoride को समाधान को इलेक्ट्रोलीज द्वारा तत्व थियो जब सम्म प्रमुख unsolved अकार्बनिक रसायन को समस्या को एक थियो। यसको लागि 1906 मा, उनले नोबेल पुरस्कार पाए। यो तत्व र विषाक्त गुण सामना मा कठिनाई यो तत्व को रसायन को क्षेत्र मा फ्लोरीन ढिलो प्रगति योगदान। दोस्रो विश्व युद्ध सम्ममा उहाँले एक प्रयोगशाला जिज्ञासा थियो। त्यसपछि, तथापि, व्यावसायिक मा वृद्धि संग युरेनियम आइसोटपहेर्नुहोस् को जुदाई मा युरेनियम hexafluoride को प्रयोग, जैविक यौगिकों यो महत्वपूर्ण लाभ ल्याउँछ एक रासायनिक बनाउने, तत्व को।

प्रसार

को फ्लोरिन-समावेश fluorspar (fluorspar, caf ₂₎ शताब्दीयौंदेखि एक प्रवाह (सफाई एजेन्ट) धातु प्रक्रियाहरू मा रूपमा प्रयोग गरिएको। खनिज पछि पनि Fluor नाम थियो जो एक तत्व, स्रोत साबित भयो। रोशनी अन्तर्गत बेरंग पारदर्शी fluorite क्रिस्टल एक bluish रङ्ग छ। यो सम्पत्ति प्रतिदीप्ति रूपमा चिनिन्छ।

फ्लोरो - कि प्रकृति मा fluorspar, विकिरण उजागर रेडियम मा नि: शुल्क तत्व को धेरै सानो रकम लागि बाहेक, मात्र आफ्नो यौगिकों को रूप मा हुन्छ एक तत्व। पृथ्वी पाप्रो तत्व को सामग्री बारे 0,065% छ। आधारभूत fluoride खनिज fluorspar हो, cryolite (ना ₃ AlF _6), fluorapatite (Ca ₅ [PO _{4] 3} [फा, सीएल]), पुखराज (अल ₂ SiO ₄ [फा, OH] ₂₎ र lepidolite।

फ्लोरिन को शारीरिक र रासायनिक गुण

कोठा तापमान मा, फ्लोरिन ग्याँस एक परेशान गंध संग एक फिक्का पहेंलो छ। यसको खतरनाक को Inhalation। ठंडा मा यो एक पहेंलो तरल भयो। फ्लोरो-19 - त्यहाँ रासायनिक तत्व को केवल एक स्थिर आइसोटप छ।

हलोजन को पहिलोआयोनिकरणशक्ति (402 किलो कैलोरी / mol), एक मानक गर्मी cation गठन छ फा ⁺ धेरै उच्च छ 420 किलो कैलोरी / mol।

एटम को तत्व को सानो आकार उदाहरण, hexafluorosilicate (SiF ₆₎ ^2- geksaftoralyuminata र (AlF ₆₎ ^3- लागि, स्थिर परिसर को एक अधिकता गठन गर्न केन्द्रीय अणु वरिपरि आफ्नो अपेक्षाकृत ठूलो रकम समायोजित गर्न ^{सक्छन्।} फ्लोरो - मजबूत oxidizing गुण छ कि एक तत्व। अन्य कुनै पदार्थ, fluoride एनायन ऑक्सीकरण छैन यो एक मुक्त तत्व मा उत्तेजित गर्दछ, र यो कारणले वस्तु प्रकृतिका निःशुल्क अवस्थामा छैन। 150 भन्दा बढी वर्षको लागि फ्लोरिन यस विशेषता कुनै पनि रासायनिक विधि गरेर प्राप्त गर्न अनुमति छैन। यो केवल इलेक्ट्रोलीज को प्रयोगको माध्यमबाट सम्भव थियो। यद्यपि, 1986 मा अमेरिकी रसायनविद् कार्ल Krayst पहिलो "रासायनिक" fluoride रही बारेमा भने। उहाँले K ₂ MnF _{6 र} एन्टिमोनी pentafluoride (SbF _5), जो HF समाधान प्राप्त गर्न सकिन्छ प्रयोग।

फ्लोरो: valence र ऑक्सीकरण

बाहिरी खोल एक unpaired इलेक्ट्रन हलोजेन समावेश गर्दछ। त्यो हो यो यौगिकों मा फ्लोरीन को valence एक बराबर छ किन। तथापि, VIIa समूह तत्व अणुहरु -1 बराबर 7 अधिकतम फ्लोरिन को valency र यसको ऑक्सीकरण गर्न इलेक्ट्रॉनों संख्या बढाउन सक्छ। तत्व यो भएकोले यसको valence खोल विस्तार गर्न सक्षम छैन अफलाइन अणु घ-कक्षीय। यसको उपस्थिति अन्य हलोजन-मुक्त धन्यवाद अप 7 को एक valence हुन सक्छ।

उच्च ओक्सीकरण क्षमता तत्व अन्य तत्व को उच्चतम सम्भव ऑक्सीकरण हासिल गर्न अनुमति दिन्छ। फ्लोरो (valence म) अवस्थित जो गर्दैन कुनै पनि अन्य halide मा न त मिश्रित, फारम गर्न _{सक्छन्:} कोबाल्ट trifluoride difluoride चाँदी (AgF ₂₎ (CoF ₃₎ heptafluoride हेनियम (ref ₇₎ बर्नर (BrF ₅₎ र आयोडिन heptafluoride pentafluoride (यदि _7)।

जडानहरू

सूत्र फ्लोरीन (फा ₂₎ एक तत्व को दुई अणुहरु बनेको छ। उहाँले ईओण वा covalent fluorides गठन गर्ने, हेलियम र नियन बाहेक अन्य सबै तत्व संग जडान प्रवेश गर्न सक्छ। यस्तो निकल रूपमा केही धातु, तेजी, हलोजन को एक पत्र द्वारा कवर धातु तत्व संग थप संचार रोकन। यस्तो नम्र इस्पात, तामा, एल्यूमीनियम, वा Monel (निकल 66% र 31,5% तामा मिश्र धातु) को रूपमा केही सुक्खा धातु फ्लोरिन संग साधारण तापमान प्रतिक्रिया गर्दैन। अप गर्न 600 ° C तापमान मा तत्व काम गर्न उपयुक्त monel छ; Sintered अल्युमिना अप 700 ° सी मा स्थिर छ

Fluorocarbon तेल भन्दा उपयुक्त स्नेहक छन्। तत्व जैविक सामाग्री (उदाहरण, रबर, काठ र कपडा) जैविक यौगिकों मौलिक फ्लोरिन मात्र सम्भव यति नियन्त्रण fluorination विशेष सावधानीहरु लिदा संग हिंसापुर्वक प्रतिक्रिया।

उत्पादन

Fluorspar fluoride को मुख्य स्रोत हो। हाइड्रोजन fluoride (HF) को उत्पादन मा एक नेतृत्व एकाइ मा केंद्रित सल्फ्युरिक एसिड वा कच्चा फलाम संग धुलो fluorspar देखि distilled छ। को आसवन गठन क्याल्सियम सल्फेट (CaSO ₄₎ को _{समयमा,} HF मा अघुलनशील छ। को हाइड्रोजन fluoride तामा वा इस्पात जहाजहरु मा आंशिक आसवन द्वारा पर्याप्त anhydrous अवस्थामा प्राप्त र इस्पात सिलिन्डरहरु भण्डारण गरिएको छ। व्यावसायिक हाइड्रोजन fluoride मा साधारण अशुद्धताओं sulfurous र सल्फ्युरिक एसिड र fluorosilicic एसिड (एच ₂ SiF ₆₎ fluorspar मा सिलिका उपस्थितिको कारण गठन हो। चिस्यान को निशान एक बलियो लुईस एसिड मौलिक फ्लोरिन संग उपचार द्वारा प्लेटिनम इलेक्ट्रोड प्रयोग गरेर वा अधिक भण्डारण इलेक्ट्रोलीज द्वारा हटाउन सकिन्छ (एमएफ _5, wherein एम - धातु) जो लवण (एच ₃ हे) ⁺ (एमएफ ₆₎ फारम गर्न सक्छन् ^-: एच ₂ हे + SbF ₅ + HF → (एच ₃ हे) ⁺ (SbF ₆₎ ^-।

औद्योगिक जैविक र अकार्बनिक फ्लोरिन यौगिकों को एक किसिम को तयारी मा प्रयोग हाइड्रोजन fluoride, उदाहरणको लागि, natriyftoridalyuminiya (ना ₃ AlF ₆₎ एल्यूमीनियम धातु को smelting मा इलेक्ट्रोलाइट रूपमा कार्यरत छ। पानी मा हाइड्रोजन fluoride ग्याँस को एक समाधान hydrofluoric एसिड, धातु को एक ठूलो रकम सफाई र ग्लास पलिश वा यसको नक्काशी गर्न तुवाँलो imparting लागि प्रयोग गरिन्छ जो भन्नुभयो छ।

सेल को तयारी पानी अभाव मा इलेक्ट्रोलिटिक प्रक्रियाहरु प्रयोग गरेर निःशुल्क। सामान्यतया तिनीहरूले पोटासियम fluoride को रूप मा हो 30-70, 80-120 वा 250 ° सी को तापमान मा (2.5-5 1 को अनुपात मा) हाइड्रोजन fluoride को इलेक्ट्रोलीज ढल्छ प्रक्रिया चलिरहेको बेला इलेक्ट्रोलाइट घट्छ मा हाइड्रोजन fluoride सामग्रीहरू र पग्लिने बिन्दु वृद्धि। त्यसैले, यो यसको साथै लगातार भयो कि आवश्यक छ। उच्च तापमान मा इलेक्ट्रोलाइट कोठामा तापमान नाघ्यो जब 300 ° सी बदलिएको छ फ्लोरिन सुरक्षित, एक स्टेनलेस स्टील सिलेंडर मा दबाब भण्डारण गर्न सकिन्छ यदि सिलेंडर वाल्व जैविक पदार्थ को निशान को नि: शुल्क।

को प्रयोग

तत्व यस्तो क्लोरीन trifluoride (CLF _3), सल्फर hexafluoride (सुपरफास्ट ₆₎ वा कोबाल्ट trifluoride (CoF ₃₎ को रूपमा fluoride को एक किसिम को उत्पादन गर्न प्रयोग _{गरिन्छ।} क्लोरिन यौगिकों र कोबाल्ट जैविक यौगिकों को महत्वपूर्ण fluorinating एजेन्ट छन्। (उपयुक्त सावधानीहरु संग प्रत्यक्ष फ्लोरिन यो उद्देश्य लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ)। सल्फर hexafluoride एक महामण्डल ढांकता रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

नाइट्रोजन संग पतला को मौलिक फ्लोरिन अक्सर छ हाइड्रोजन को एक भाग वा सबै हलोजन संग बदलिएको छ जसमा अनुरूप fluorocarbons गठन गर्ने hydrocarbons संग प्रतिक्रिया। परिणामस्वरूप यौगिकों साधारण उच्च स्थिरता, रासायनिक inertness, उच्च विद्युत प्रतिरोध, साथै अन्य बहुमूल्य र रासायनिक गुण विशेषता द्वारा छन्।

Fluorination पनि कोबाल्ट trifluoride को जैविक यौगिकों को उपचार गरेर गर्न सकिन्छ (CoF ₃₎ anhydrous हाइड्रोजन fluoride मा इलेक्ट्रोलीज वा समाधान तत्संबंधी। जस्तै polytetrafluoroethylene गैर-स्टिक गुणहरू, [(CF ₂ CF _{2) X],} Teflon रूपमा व्यावसायिक जानिन्छ, असंतृप्त fluorinated hydrocarbons देखि उत्पादन संग उपयोगी प्लास्टिक।

क्लोरीन, बर्नर वा आयोडिन युक्त जैविक यौगिकों, यस्तो dichlorodifluoromethane रूपमा पदार्थ (Cl ₂ CF ₂₎ सर्द, व्यापक घरेलू रेफ्रिजरेटर र एयर कंडीशनर मा प्रयोग गरिन्छ जो उत्पादन गर्न fluorinated छ। यस्तो dichlorodifluoromethane रूपमा chlorofluorocarbons, भएकोले ओजोन तह को रिक्तीकरण मा सक्रिय भूमिका निर्वाह र आफ्नो उत्पादन र प्रयोग रुचाइएको hydrofluorocarbons समावेश सर्द प्रतिबन्धित थियो, र अब।

तत्व पनि युरेनियम hexafluoride (UF ₆₎ युरेनियम-238 बाट आणविक इन्धन को निर्माण मा युरेनियम-235 को अलग को महामण्डल प्रसार प्रक्रियामा प्रयोग उत्पादन लागि प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले alkylation धेरै जैविक यौगिकों तयार गर्न प्रयोग प्रतिक्रिया को लागि राम्रो उत्प्रेरक भएकोले हाइड्रोजन fluoride र बोरोनकोअर्थ trifluoride (BF _3), एक औद्योगिक मात्रा मा उत्पादित गर्दै छन्। सोडियम fluoride सामान्यतया छोराछोरीको दन्त क्षय को घटना कम गर्न मा खानेपानी थपिएको छ। हालैका वर्षहरूमा मा, दबाइ र कृषि क्षेत्रहरू प्राप्त fluoride को सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण आवेदन। फ्लोरिन को छनौट प्रतिस्थापन नाटकीय पदार्थ को जैविक गुण बदल।

को विश्लेषण

यसलाई सही हलोजन यौगिकों को मात्रा निर्धारण गर्न गाह्रो छ। 1 को valence बराबर छ नि: शुल्क fluoride, यो पारा Hg + फा ₂ को ओक्सीकरण द्वारा पत्ता सकिँदैन → HgF _2, र को पारा वजन मा वृद्धि र ग्याँस को मात्रा परिवर्तन नाप्ने। तत्व को आयनों को उपस्थिति को लागि मुख्य गुणस्तरीय परीक्षण हो:

• सल्फ्युरिक एसिड को कार्य अन्तर्गत हाइड्रोजन fluoride को चयन,
• क्याल्सियम क्लोराइड समाधान थपेर क्याल्सियम fluoride एक precipitate को गठन,
• सल्फ्युरिक एसिड मा टाइटेनियम को पहेलो discoloration tetraoxide समाधान (TiO ₄₎ र हाइड्रोजन पेरोक्साइड।

मात्रात्मक विश्लेषण विधि:

• एसेटिकएसिड प्रयोग सोडियम कार्रोप्नेट र स्लज उपचार को उपस्थिति मा क्याल्सियम fluoride को वर्षा,
• सोडियम क्लोराइड र नेतृत्व नाइट्रेट थपेर नेतृत्व chlorofluoride depositing,
• titration (भंग पदार्थ को एकाग्रता को सङ्कल्प) थोरियम नाइट्रेट को एक समाधान संग (गु [सं _{3] 4)} सूचक रूपमा सोडियम alizarinsulfonate प्रयोग: बिहिबार (सं _{3) 4} + 4KF ↔ THF ₄ + 4KNO _3।

Covalently बंधुआ फ्लोरीन (valence म), यस्तो fluorocarbons बढी जटिल विश्लेषण गर्न। माथि वर्णन रूपमा आयनों ^- यो एफ को विश्लेषण पछि, धातु सोडियम संग जडान आवश्यक छ।

तत्व गुण

अन्तमा हामी फ्लोरिन केही गुण प्रस्तुत:

• परमाणु नम्बर: 9।
• परमाणु वजन: 18,9984।
• सम्भव फ्लोरिन valency: 1।
• पग्लिने बिन्दु: -219,62 ° सी
• उम्लनेबिन्दु: -188 ° सी
• घनत्व (1 एटीएम, 0 ° C): 1.696 G / एल।
• विद्युतीय फ्लोरिन सूत्र: 1 सेकेन्ड 2s ^{2 2 5} _2p।