Flo
Bách khoa toà n thư mở Wikipedia
Flo (từ tiếng Latinh Fluere, có nghÄ©a là "luồng chảy") là nguyên tố hóa há»c trong bảng tuần hoà n nguyên tố có ký hiệu F và số nguyên tá» bằng 9. Nó là má»™t halôgen có hóa trị -1, nằm trong nhóm 17 của bảng tuần hoà n. Ở dạng khÃ, nó có mà u và ng lục nhạt và là chất Ä‘á»™c cá»±c mạnh. Nó là má»™t chất ôxi hóa và hoạt Ä‘á»™ng hóa há»c mạnh nhất trong tất cả các nguyên tố. Ở dạng nguyên chất, nó là cá»±c kỳ nguy hiểm, sinh ra những vết bá»ng hóa há»c trên da cá»±c kỳ nguy hiểm.
|
|||||||||||||
Tổng quát | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tên, Ký hiệu, Số | flo, F, 9 | ||||||||||||
Phân loại | halôgen | ||||||||||||
Nhóm, Chu kỳ, Khối | 17, 2, p | ||||||||||||
Khối lượng riêng, Äá»™ cứng | 1,696 kg/m³, ? | ||||||||||||
BỠngoà i | khà mà u và ng lục nhạt | ||||||||||||
TÃnh chất nguyên tá» | |||||||||||||
Khối lượng nguyên tỠ| 18,9984 đ.v. | ||||||||||||
Bán kÃnh nguyên tá» (calc.) | 50 (42) pm | ||||||||||||
Bán kÃnh cá»™ng hoá trị | 71 pm | ||||||||||||
Bán kÃnh van der Waals | 147 pm | ||||||||||||
Cấu hình electron | [He]2s22p5 | ||||||||||||
e- trên mức năng lượng | 2, 7 | ||||||||||||
Trạng thái ôxi hóa (ÔxÃt) | -1 (axÃt mạnh) | ||||||||||||
Cấu trúc tinh thể | hình láºp phÆ°Æ¡ng | ||||||||||||
TÃnh chất váºt lý | |||||||||||||
Trạng thái váºt chất | Khà | ||||||||||||
Äiểm nóng chảy | 53,53 K (-363,32 °F) | ||||||||||||
Äiểm sôi | 85,03 K (-306,62 °F) | ||||||||||||
Thứ tự hiện tượng từ | không nhiễm từ | ||||||||||||
Thể tÃch phân tá» | ? ×10-6 m³/mol | ||||||||||||
Nhiệt bay hơi | 3,2698 kJ/mol | ||||||||||||
Nhiệt nóng chảy | 0,2552 kJ/mol | ||||||||||||
Ãp suất hÆ¡i | ? Pa tại ? K | ||||||||||||
Váºn tốc âm thanh | ? m/s tại ? K | ||||||||||||
Linh tinh | |||||||||||||
Äá»™ âm Ä‘iện | 3,98 (thang Pauling) | ||||||||||||
Nhiệt dung riêng | 824 J/(kg·K) | ||||||||||||
Äá»™ dẫn Ä‘iện | ? /Ω·m | ||||||||||||
Äá»™ dẫn nhiệt | 0,0279 W/(m·K) | ||||||||||||
Năng lượng ion hóa |
|
||||||||||||
Chất đồng vị ổn định nhất | |||||||||||||
|
|||||||||||||
ÄÆ¡n vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú. |
Mục lục[giấu] |
[sá»a] Thuá»™c tÃnh
Flo nguyên chất là má»™t khà mà u và ng nhạt có tÃnh ăn mòn do nó là má»™t chất ôxi hóa mạnh. Flo tháºm chà còn tạo ra các hợp chất vá»›i má»™t số khà trÆ¡ nhÆ° xenon và radon. Ngay trong bóng tối và ở nhiệt Ä‘á»™ thấp, flo phản ứng mãnh liệt vá»›i hiÄ‘rô. Trong luồng khà flo, thủy tinh, các kim loại, nÆ°á»›c và các chất khác cháy vá»›i ngá»n lá»a sáng chói. Nó hoạt Ä‘á»™ng quá mạnh nên không thể tìm thấy ở dạng Ä‘Æ¡n chất và có ái lá»±c đối vá»›i phần lá»›n các nguyên tố khác, đặc biệt là silic, vì thế nó không thể Ä‘iá»u chế hay bảo quản trong các bình thủy tinh. Trong không khà ẩm nó phản ứng vá»›i hÆ¡i nÆ°á»›c để tạo ra axÃt flohiÄ‘ric rất nguy hiểm.
Trong dung dịch nÆ°á»›c, flo thông thÆ°á»ng xuất hiện dÆ°á»›i dạng ion florua F-. Các dạng khác là phức chất gốc flo (nhÆ° [FeF4]-) hay H2F+.
Các florua là hợp chất của flo vá»›i phần gốc tÃch Ä‘iện dÆ°Æ¡ng. Chúng thông thÆ°á»ng là các ion. Các hợp chất của flo vá»›i kim loại nằm trong số các muối ổn định nhất.
[sá»a] Lịch sá»
Flo trong dạng fluorspar (florua canxi) được miêu tả năm 1529 bởi Georgius Agricola nhÆ° là má»™t chất gây chảy, là má»™t chất được sá» dụng để là m giảm nhiệt Ä‘á»™ nóng chảy của kim loại hay khoáng chất. Năm 1670 Schwandhard đã phát hiện thấy thủy tinh bị ăn mòn khi phÆ¡i nhiá»…m bởi fluorspar được xá» lý bởi axÃt. Karl Scheele và nhiá»u nhà nghiên cứu sau nà y nhÆ° Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier và Louis Thenard đã từng thá»±c nghiệm vá»›i axÃt flohiÄ‘ric, dá»… dà ng thu được bằng cách xá» lý florua canxi vá»›i axÃt sulfuric Ä‘áºm đặc.
Cuối cùng ngÆ°á»i ta nháºn ra rằng axÃt flohiÄ‘ric chứa má»™t nguyên tố chÆ°a được biết. Nguyên tố nà y đã không được cô láºp trong nhiá»u năm vì Ä‘á»™ hoạt Ä‘á»™ng hóa há»c rất cao của nó - nó được cô láºp từ các hợp chất của nó rất khó khăn và ngay láºp tức hóa hợp vá»›i các phần váºt chất còn lại của hợp chất. Cuối cùng và o năm 1886 flo đã được cô láºp bởi Henri Moissan sau gần nhÆ° 74 năm cố gắng liên tục. Nó là những cố gắng mà má»™t số các nhà nghiên cứu đã phải trả giá bằng sức khá»e hay cuá»™c sống của há», và đối vá»›i Moissan, nó đã là m cho ông Ä‘oạt giải Nobel năm 1906 vá» hóa há»c.
Sản xuất flo thÆ°Æ¡ng mại lần đầu tiên là do nhu cầu để chế tạo bom nguyên tá» của dá»± án Manhattan trong Äại chiến thế giá»›i lần thứ hai khi hợp chất hexaflorua uran (UF6) được sá» dụng để tách các đồng vị U235 và U238 của uran. Ngà y nay cả hai công nghệ khuyếch tán và ly tâm khà sá» dụng khà UF6 để sản xuất uran già u cho các ứng dụng năng lượng nguyên tá».
[sá»a] Ứng dụng
Flo được sỠdụng trong sản xuất các chất dẻo ma sát thấp như Teflon, và trong các halon như Freon. Các ứng dụng khác là :
- AxÃt flohiÄ‘ric (công thức hóa há»c HF) được sá» dụng để khắc kÃnh.
- Flo đơn nguyên tỠđược sỠdụng để khỠtro thạch anh trong sản xuất các chất bán dẫn.
- Cùng với các hợp chất của nó, flo được sỠdụng trong sản xuất uran (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 floroclorohiÄ‘rôcacbon được sá» dụng trong các máy Ä‘iá»u hòa không khà và thiết bị đông lạnh. Các cloroflorocacbon đã bị loại bá» trong các ứng dụng nà y vì chúng bị nghi ngá» là tạo ra các lá»— hổng ôzôn. Hexaflorua lÆ°u huỳnh là má»™t khà rất trÆ¡ và không Ä‘á»™c (không thông thÆ°á»ng đối vá»›i các hợp chất của flo). Các loại hợp chất nà y là các khà hiệu ứng nhà kÃnh mạnh.
- Hexafloroaluminat kali, còn gá»i là cryôlit, được sá» dụng trong Ä‘iện phân nhôm.
- Florua natri được sỠdụng như một loại thuốc trừ sâu, đặc biệt để chống gián.
- Má»™t số các florua khác thông thÆ°á»ng được thêm và o thuốc đánh răng và (đôi khi gây tranh cãi) và o hệ thống cung cấp nÆ°á»›c sạch để ngăn các bệnh nha khoa (răng, miệng).
- Nó được sỠdụng trong quá khứ để trợ giúp kim loại dễ nóng chảy hơn, vì thế mà có tên của nó.
Má»™t số các nhà nghiên cứu - bao gồm cả các nhà khoa há»c vÅ© trụ của Mỹ trong những năm đầu tháºp niên 1960 đã nghiên cứu khà flo Ä‘Æ¡n chất nhÆ° là má»™t nhiên liệu cho tên lá»a đẩy vì lá»±c đẩy cá»±c kỳ cao của nó. Các thá»±c nghiệm đã thất bại vì flo rất khó để Ä‘iá»u khiển và sá» dụng.
[sá»a] Hợp chất
Flo thông thÆ°á»ng có thể thay thế hiÄ‘rô khi nó có trong các hợp chất hữu cÆ¡. Thông qua cÆ¡ chế nà y, flo có thể có rất nhiá»u hợp chất. Các hợp chất flo vá»›i các khà trÆ¡ 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 cÅ©ng đã được Ä‘iá»u chế sau đó.
Nguyên tố nà y được Ä‘iá»u chế từ florit, cryôlit và florapatit.
Xem thêm: Florocacbon
[sá»a] Cảnh báo
Cả flo và HF cần phải được sá» dụng vá»›i má»™t yêu cầu rất nghiêm ngặt và phải tránh má»i sá»± tiếp xúc vá»›i da và mắt. Má»i thiết bị phải được thụ Ä‘á»™ng hóa trÆ°á»›c khi phÆ¡i nhiá»…m bởi flo.
Cả flo Ä‘Æ¡n chất và các ion florua là những chất Ä‘á»™c mạnh. Khi ở dạng Ä‘Æ¡n chất, flo là má»™t khà có mùi hăng đặc trÆ°ng có thể dá»… dà ng phát hiện ở nồng Ä‘á»™ rất thấp (khoảng 20 nL/L). Nồng Ä‘á»™ cho phép tối Ä‘a của sá»± phÆ¡i nhiá»…m hà ng ngà y (8 giá» là m việc) là 1 µL/L (má»™t phần triệu theo thể tÃch), thấp hÆ¡n cả của xyanua hiÄ‘rô