الخواص الكيميائية والفيزيائية لعنصر الفلور Flourine

يُعد عنصر الفلور  الذي يُرمز له ب (F)، من العناصر الكيميائية الأكثر تفاعلاً والأخف وزناً في عناصر الهالوجين، أو المجموعة 17 في الجدول الدوري. يمكن أن يُعزى نشاطها الكيميائي إلى قدرتها القصوى على جذب الإلكترونات (وهي العنصر الأكثر كهروسلبية) وإلى صغر حجم ذراتها.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: حفّازات كيميائية بكلفة منخفضة تعزز استخلاص الهيدروجين من الماء

اكتشاف وتسمية عنصر الفلور

تواجد الفلور في الطبيعة

يوجد الفلور في الطبيعة فقط في شكل مركباته الكيميائية، باستثناء كميات ضئيلة من العنصر الحر في الفلورسبار الذي تعرض للإشعاع من الراديوم. إنه ليس عنصرًا نادرًا ، فهو يشكل حوالي 0.065 بالمائة من قشرة الأرض. المعادن الرئيسية المحتوية على الفلور هي:

• الفلورسبار الذي يوجد رواسب منها في إلينوي، ديربيشاير، جنوب ألمانيا، جنوب فرنسا، وروسيا والمصدر الرئيسي للفلور.
•  الكريوليت (Na3AlF6)، بشكل رئيسي من جرينلاند.
• فلورو أباتيت (Ca5 [PO4] 3 [F ، Cl]) ، موزعة على نطاق واسع وتحتوي على كميات متغيرة من الفلور والكلور.
• توباز (Al2SiO4 [F ، OH] 2)، والأحجار الكريمة، وأيضًا الليبيدوليت، وهو ميكا وكذلك مكون من عظام وأسنان الحيوانات.

الخواص الكيميائية والفيزيائية لعنصر Fluorine 

•  يكون الفلور غازًا أصفر خفيفًا له رائحة مزعجة في درجة الحرارة العادية؛ ولكن استنشاق الغاز خطير.
• عند التبريد يتحول F إلى سائل أصفر، ولا يوجد سوى نظير ثابت واحد للعنصر وهو F -19.
• نظرًا لأن الفلور هو أكثر العناصر كهربيًا، فإن التجمعات الذرية الغنية بالفلور غالبًا ما تكون سالبة الشحنة.
• يوديد الميثيل (CH3I) و trifluoroiodomethane (CF3I) لهما توزيعات شحنة مختلفة كما هو موضح في الصيغ التالية ، حيث يشير الرمز اليوناني δ إلى شحنة جزئية:

                 – الصيغ الكيميائية من يوديد الميثيل وثلاثي فلورو يوديد الميثان التي توضح توزيعات شحنتها.

                – طاقة التأين الأولى للفلور عالية جدًا (402 سعر حراري لكل مول) ، مما يعطي تكوينًا حراريًا قياسيًا للكاتيون F + البالغ 420 كيلو كالوري لكل مول.

• يجعل الحجم الصغير لذرة الفلور، من الممكن تعبئة عدد كبير نسبيًا من ذرات الفلور أو الأيونات حول مركز تنسيق معين (ذرة مركزية)؛ حيث تشكل العديد من المجمعات المستقرة – على سبيل المثال- سداسي فلورو سيليكات SiF6)2−) و hexafluoroaluminate (AlF6 )3−.
• الفلور هو أقوى عنصر مؤكسد. وبالتالي، لا توجد مادة أخرى قادرة على أكسدة أنيون الفلوريد إلى العنصر الحر، ولهذا السبب لا يوجد العنصر في الحالة الحرة في الطبيعة.

وتشتمل الخواص الفيزيائية والكيميائية أيضًا على: 

• لأكثر من 150 عامًا،  فشلت جميع الطرق الكيميائية في إنتاج العنصر، ولم يتحقق النجاح إلا باستخدام طرق التحليل الكهربائي. ومع ذلك -في عام 1986-  أبلغ الكيميائي الأمريكي كارل أوه كريست عن أول تحضير كيميائي للفلور، حيث تعني عبارة “التحضير الكيميائي” طريقة لا تستخدم تقنيات مثل التحليل الكهربائي والتحليل الضوئي والتفريغ أو استخدام F نفسه في تخليق أي من مواد البداية intiate. استخدم K2MnF6 وخماسي فلوريد الأنتيمون (SbF5) ، وكلاهما يمكن تحضيرهما بسهولة من محاليل HF.
• تسمح قوة الأكسدة العالية للفلور للعنصر بإنتاج أعلى عدد ممكن من الأكسدة في العناصر الأخرى، ومن المعروف أن العديد من فلوريدات حالة الأكسدة العالية للعناصر التي لا يوجد بها هاليدات أخرى مماثلة – على سبيل المثال، ثنائي فلوريد الفضة (AgF2)، الكوبالت ثلاثي فلوريد (CoF3)، ورينيوم سباعي فلوريد (ReF7)، وخماسي فلوريد البروم (BrF5)، وسابع فلوريد اليود (IF7).

• يتحد الفلور ، المكون من ذرتين فلور F2 مع جميع العناصر الأخرى باستثناء الهيليوم والنيون لتكوين فلوريد أيوني أو تساهمي.
• يتم تغطية بعض المعادن مثل النيكل، بسرعة بطبقة فلورايد، مما يمنع المزيد من هجوم المعدن بواسطة العنصر. لا تتعرض بعض المعادن الجافة، مثل الفولاذ الطري أو النحاس أو الألمنيوم أو المونيل (سبيكة نحاسية بنسبة 66٪ و 31.5٪) للهجوم بالفلور في درجات الحرارة العادية.
• للعمل مع F2 في درجات حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت)، مونيل مناسب؛ الألومينا الملبدة مقاومة حتى 700 درجة مئوية (1300 درجة فهرنهايت)
• . عندما تكون المزلقات مطلوبة،  فإن زيوت الفلوروكربون هي الأنسب.
• يتفاعل الفلورين بشدة مع المواد العضوية (مثل المطاط والخشب والقماش)، ولا يمكن التحكم في الفلورة للمركبات العضوية بفعل عنصر الفلور إلا إذا تم اتخاذ احتياطات خاصة.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: اجابة لـماهو الاسم العلمي لملح الطعام

المراجع

1. Wong MCM, Clarkson J, Glenny AM, Lo ECM, Marinho VCC, Tsang BWK, et al. Cochrane studies on the benefits / risks of toothpastes containing fluoride. J. Mark Rees, 2011; 90 (5): 573-9. Doi: 10.1177 / 0022034510393346.
2. Petersen B, Lennon MA, A viable use of fluorides to avoid dental caries during the twenty-first century: a WHO approach. Community Mark Verbal Epidemiol, 2004; 32: 319-21. 
3. Cagetti MG, Campus G, Milia E, Lingström P. Systematic survey of fluorinated nutrition in caries prevention. Acta Odontol Scand, 2013; 7 (3-4): 381-7. Doi: 10.3109 / 00016357.2012.690447. 
4. Fawell J, Bailey K, Chilton J, Dahi E, Fewtrell L, Magara Y. Fluoride in drinking water. London: World Welfare Organization (WHO); 2006. http://apps.who.int/iris/ bitstream / 10665/43514/1 / 9241563192_eng.pdf [accessed March 16, 2015].