موسوعة الكيمياء - قائمة العناصر : الفلور

الفلور

الفلور هو عنصر كيميائي في الجدول الدوري يرمز له بالرمز F وعدده الذري 9، ويكون في الحالة الغازية في درجة الحرارة العادية. له تأثير سام على الكائنات الحية. لونه أصفر مخضر شاحب، غاز أحادي التكافؤ وهو أكثر الهالوجينات الغازية نشاطا. والفلور النقي خطرا جدا ويسبب حروقا كيميائية شديدة عند ملامسته للجلد.

الخصائص العامة
الاسم، الرقم، الرمز	فلور، 9، F
تصنيف العنصر	هالوجين
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي	17، 2، p
الكتلة الذرية	18.9984032غ·مول−1
توزيع إلكتروني	1s2 2s2 2p5
الخصائص الفيزيائية
الطور	غاز
الكثافة	(0 °س، 101.325 كيلوباسكال) 1.7 غ/ل
كثافة السائل عند نقطة الغليان	1.505غ·سم−3
نقطة الانصهار	53.53 ك، −219.62 °س، −363.32 °ف
نقطة الغليان	85.03 ك، −188.12 °س، −306.62 °ف
النقطة الحرجة	144.13 ك، 5.172 ميغاباسكال
حرارة الانصهار	F2) 0.510) كيلوجول·مول−1
حرارة التبخر	F2) 6.62) كيلوجول·مول−1
السعة الحرارية	(25 °س) (F2) 31.304 جول·مول−1·كلفن−1
ضغط البخار
P (باسكال) 1 10 100 1 كيلو 10 كيلو 100 كيلو عند T (كلفن) 38 44 50 58 69 85
الخصائص الذرية
أرقام الأكسدة	−1 (يؤكسد الأكسجين)
الكهرسلبية	3.98 (مقياس باولنغ)
طاقات التأين	الأول: 1681.0 كيلوجول·مول−1
	الثاني: 3374.2 كيلوجول·مول−1
	الثالث: 6050.4 كيلوجول·مول−1
نصف قطر تساهمي	3±57 بيكومتر
نصف قطر فان دير فالس	147 بيكومتر
خصائص أخرى
البنية البلورية	نظام بلوري مكعب
المغناطيسية	لا مغناطيسي
الناقلية الحرارية	27.7 ميلي واط·متر−1·كلفن−1 (300 كلفن)
رقم الكاس	7782-41-4
النظائر الأكثر ثباتاً
النظائر توافر طبيعي عمر النصف نمط الاضمحلال طاقة الاضمحلال (ميغا إلكترون فولت) ناتج الاضمحلال 18F مصطنع 109.77 دقيقة B+ 97% 0.64 18O ε 3% 1.656 18O 19F 100% 19F هو نظير مستقر وله 10 نيوترون

الصفات المميزة

الفلور النقي غاز أصفر شاحب أكال وعامل مؤكسد قوي. وهو أكثر العناصر نشاطية وسالبية كهربية على الإطلاق، ويكون مركبات بسرعة مع العناصر الأخرى. يتحد الفلور مع الغازات النبيلة مثل الكربتون، والزينون، والرادون. حتى في الظلام، والبرودة، يتفاعل الفلور بشدة مع الهيدروجين. وهو نشط لدرجة أنه لا يوجد في حالته العنصرية وله انجذاب لمعظم الفلزات، بما فيها السيليكون، ولذلك لا يمكن تحضيره أو تخزينه في آنية زجاجية. في الهواء الذي يحتوى على بخار الماء يتفاعل بسرعة مع الماء لينتج حمض هيدروفلوريك شديد الخطورة.

الاستخدامات

يستخدم الفلور في إنتاج اللدائن ذات الأحتكاك القليل مثل التيفلون، وفي الهالون ألكانات مثل الفريون. ومن استخداماته الأخرى:

• حمض الهيدروفلوريك (HF) يستخدم للحفر على الزجاج في المصابيح والمنتجات الأخرى.
• الفلور أحادي الذرة يستخدم في رماد البلازما في تصنيع أشباه الموصلات.
• ومع مركباته يستخدم الفلور في إنتاج اليورانيوم (من الهيكسافلورايد)، وفي أكثر من الكيمويات الفلورية، منها اللدائن التي تتحمل درجة الحرارة العالية.
• يستخدم هيدرو كلورو فلورو كربون بكثرة في مكيفات الهواء وفي التبريد. وقد تم حظر استخدام كلورو فلورو كربون نظرا لوجود شك في أنه سبب في ثقب الأوزون.
• سادس فلوريد الكبريت خامل للغاية (وعلى غير عادة مركبات الفلور) غير سام. وهذه المجموعة من المركبات فعالة ومهمة في الصوب الزجاجية.
• بوتاسيوم هيكسا فلورو ألومينات، والذي يسمى أيضا كريوليت يستخدم التحليل الكهربي للألومنيوم.
• فلوريد صويوم يستخدم كمبيد للحشرات، وخاصة الصراصير.
• بعض أوان الفلوريدات تضاف لمعجون الأسنان، كما أنها تضاف للمياه العمومية لمنع تسوس الأسنان.
• كما أن الفلور كان يستخدم قديما للمساعدة في إذابة مصهور المعادن، ومن ثم فلور-18 النظير النشيط إشعاعيا الذي ينبعث منه البوزيترونات، غالبا ما يستخدم في التصوير بانبعاث البوزيترون نظرا لأن له فترة عمر نصف تبلغ 110 دقيقة.

دارت بعض الأبحاث – متضمنة علمء الفضاء الأمريكان في أوائل الستينات من القرن العشرين- بدراشة الفلور في حالته العنصرية ليكون وقود للصواريخ نظرا لقوة دفعه الفائقة. وقد فشلت هذه التجارب نظرا لصعوبة التعامل مع الفلور.

تاريخ الفلور

الفلور في شكل الفلورسبار (فلوريد الكالسيوم) تم وصفه عام 1529 بواسطة جورج أجريكولا لاستخدامه كصهور، وهي المادة التي تستخدم لدفع عملية انصهار المعادن والأملاح. وفي عام 1670 وجد شواندهارد أن الزجاج يحدث به حفر عند تعرضه للفلورسبار الذي تم معالجته بحمض. وقد قام كثيرون بتجارب على حمض الهيدروفلوريك، الذي يتم الحصول عليه بسهولة بمعاملة فلوريد الكالسيوم (فلورسبار) بحمض كبرتيك مركز، ومنهم كارل شيلي، همفري دافي، جوزيف لويس غاي-لوساك، أنطوان لافوازييه، لويس ثينارد.

وتم أخيرا اكتشاف أن حمض الهيدروفلوريك به عنصر لم يكتشف بعد. وهذا العنصر لم يتم عزله لعدة سنين بعد ذلك نظرا لنشاطه الفائق- وعند فصله من مركباته بصعوبة بالغه فإنه يهاجم المادة الباقية من المركب في الحال. وأخيرا في عام 1886 تم عزل الفلور عن طريق هنري مواسان بعد 74 عام تقريبا من المحاولات. وقد كلفت هذه المحاولات عديد من الباحثين صحتهم، أو حتى حياتهم، وقد حصل مويسان على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1916.

وأول إنتاج كبير للفلور كان عند إنتاج القنبلة الذرية مشروع مانهاتن في الحرب العالمية الثانية حيث تم استخدام المركب هيكسا فلوريد اليورانيوم (UF6) لعزل U-235، و U-238نظائر اليورانيوم. وفي هذه الأيام يتم استخدام (UF6) الغازي في عمليتي الانتشار الغازي، وطرد الغاز مركزيا لإنتاج اليورانيوم الغني للتطبيقات التي تستخدم القوة النووية

مركبات الفلور

يحل الفلور في كثير من الأحيان محل الهيدرجين في المركبات العضوية، ولذلك فإن الفلور يتمكن من الدخول في عدد هائل من المركبات. مركبات الفلور وبينها لاغازات النبيلة تم تصنيعها لأول مرة عن طريق نيل بارتليت في عام 1962 – زينون هيكسا فلورو بلانتينات XePtF6 كان اولها. ثم تم تصنيع فلوريدات الكرتون والرادون بعد ذلك.

هذا العنصر تم الحصول عليه من فلوريت، كريوليت، فلوروأباتيت شاهد أيضا: فلورو كربون

الاحتياطات

يجب التعامل مع الفلور وHF بحرص شديد ولا يجب أن يكون لهما أى تلامس مع الجلد والعين. ويجب تخميد كل المعدات قبل إستخدمها معهم.

كل من الفلور في حالته العنصرية، وأيون الفلوريد في غاية السمية. والفلور له رائحة لاذعة مميزة ويمكن تمييزها في التركيزات القليلة حتى 20 nL/L. وينصح بان يكون أقصى تركيز لتعرض الشخص البالغ له لفترة عمل تبلغ 8 ساعات 1 µL/L(جزء في المليون بالحجم)، أى أقل من سيانيد الهيدروجين.

وعموما، فإن التعامل آمن مع الفلور يمكن من نقله بكميات كبيرة.

علاقته بالإنسان

يدخل الفلور في تركيب مينا الأسنان والبناء العظمي كما يسهل عملية امتصاص الجسم للعناصر الأخرى مثل الكالسيوم والماغنسيوم وأيضاً يساعد على إبطاء هشاشة العظام.

والنقص في عنصر الفلور يؤدي إلى حالات التواء العمود الفقري وتأخر التئام العظام المكسورة بالإضافة إلى تسوس الأسنان، ونذكر أن الزيادة في نسبة الفلور تؤدي إلى إصابة الأسنان ببقع غامقة اللون.

ومصادر الفلور في غذاء الإنسان تشمل مشروب الشاي وبعض أصناف المياه المعدنية والأسماك البحرية