Первое соединение фтора - флюорит (плавиковый шпат) CaF2 - описано в конце XV века под названием "флюор" (от fluere - "течь", по свойству этого соединения понижать температуру плавления руды и увеличивать текучесть расплава). В 1771 году Карл Шееле получил плавиковую кислоту. Как один из элементов плавиковой кислоты, элемент фтор был предсказан в 1810 году, а выделен в свободном виде лишь 76 лет спустя Анри Муассаном в 1886 году электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF2.
Название "фтор" (от греч. fqoroz - разрушение), предложенное Андре Ампером в 1810 году, употребляется в русском и некоторых других языках; во многих странах приняты названия, производные от латинского "Fluor".
Фтор является "чистым элементом", то есть в природе содержится только изотоп фтора 19F. Известны 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31. Самым долгоживущим из них является 18F с периодом полураспада 109,8 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.
В лабораторных условиях фтор можно получать с электролиза. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза, газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальция со смазкой из оксида свинца(II) и глицерина. В 1986 году, во время подготовки к конференции по поводу празднования 100-летия открытия фтора, Карл Кристе открыл чисто химического получения фтора с использованием реакции во фтороводородном растворе K2MnF6 и SbF5 при 150 °C:
K2MnF6 + 2SbF5 = 2KSbF6 + MnF3 + F2
Хотя этот метод не имеет практического применения, он демонстрирует, что электролиз необязателен.
Промышленное производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·3HF (часто с добавлениями фторида лития) при температуре около 100°С в стальных электролизёрах со стальным катодом и угольным анодом.
Слабо светло-оранжевый газ, в малых концентрациях запах напоминает одновременно озон и хлор, очень агрессивен и ядовит. Сжижается при 88 К, при 55 К переходит в твердое состояние с молекулярной кристаллической решёткой, которая может находиться в нескольких модификациях. Структура a-фтора (стабильная при атмосферном давлении) является моноклинной гранецентрированной.
Химические свойства:Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами (редкие исключения - фторопласты), и с большинством из них - с горением и взрывом. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах (до -252°C). Фтор также окислять кислород образуя фторид кислорода OF2.
С азотом фтор реагирует лишь в электрическом разряде, с платиной - при температуре красного каления. Некоторые металлы (Fe, Сu, Al, Ni, Mg, Zn) реагируют с фтором с образованием защитной плёнки фторидов, препятствующей дальнейшей реакции.
Фтор взаимодействует со многими сложными веществами. Он замещает все галогены в галогенидах, легко фторируются сульфиды, нитриды и карбиды. Гидриды металлов образуют с фтором на холоду фторид металла и HF; аммиак (в парах) - N2 и HF. Фтор замещает водород в кислотах или металлы в их солях:
НNО3(или NaNO3) + F2 => FNO3 + HF (или NaF);
Карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с фтором при обычной температуре; при этом получаются соответствующий фторид, СО2 и О2.
В атмосфере фтора горит даже вода: 2F2 + 2H2O = 4HF + O2.
Фтор энергично реагирует с органическими веществами.
Фторид кислорода, OF2 ??? ...
...
Фтороводород - бесцветный газ с резким запахом, при комнатной температуре существует преимущественно в виде димера H2F2, ниже 19,9°C - бесцветная подвижная жидкость. Хорошо растворим в воде в любом отношении с образованием фтороводородной (плавиковой) кислоты. Образует азеотропную смесь с концентрацией 35,4% HF, дымит на воздухе (вследствие образования с парами воды мелких капелек раствора) и сильно разъедает стенки дыхательных путей.
Фториды ??? ...
...
Гексафторид серы, SF6 (элегаз) - тяжелый газ, практически бесцветный, обладает высокими электроизолирующими свойствами, высоким напряжением пробоя, при этом практически инертен.
Газообразный фтор используется для получения:
- гексафторида урана UF6 из UF4, применяемого для разделения изотопов урана для ядерной промышленности,
- трёхфтористого хлора ClF3 - фторирующий агент и мощный окислитель ракетного топлива,
- шестифтористой серы SF6 - газообразный изолятор в электротехнической промышленности,
- фреонов - хороших хладагентов,
- тефлонов - химически инертных полимеров,
- гексафтороалюмината натрия - для последующего получения алюминия электролизом и т.д.
В чем разница между атомами и ионами? Атом всегда электрически нейтрален, ион, напротив, заряженная частица. У атомов внешние энергетические уровни, как правило, не завершены (исключением является группа благородных газов). У ионов же внешние уровни завершены.
Для написания строения атома и или иона используем Периодическую систему элементов.
В ПСЭ каждый химический элемент имеет свое определенное место.
Номер химического элемента соответствует его заряду ядра и числу электронов вокруг ядра. Номер ПЕРИОДА УКАЗЫВАЕТ НА ЧИСЛО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ ВОКРУГ ЯДРА.
1) укажите различия в строении и свойствах ионов и атомов, например кальция и фтора.
Знак кальция Ca.Порядковый номер кальция №20, кальций находится в 4 периоде, во второй главной подгруппе. Зная это, напишем схему строения его атома: ₊₂₀Ca)₂)₈)₈)₂ (заряд ядра +20 и вокруг ядра 20 электронов с зарядом -) Изображаем, что атом кальция электронейтрален Ca⁰ . Атом кальция может потерять 2 электрона, тогда и его схема строения будет другая:₊₂₀Ca⁺²)₂)₈)₈. Его степень окисления будет +2 (заряд ядра+20, а электронов -18).
Атом кальция Ca⁰. ион кальция Ca⁺²
Знак фтора F.Порядковый номер фтора №9, он находится во 2 периоде, в седьмой главной подгруппе. Зная это, напишем схему строения его атома: ₊₉F)₂)₇ (заряд ядра +9 и вокруг ядра 9 электронов с зарядом -) Изображаем, что атом фтора электронейтрален F⁰ . Атом фтора может принять 1 электрон, тогда и его схема строения будет другая:₊₉F⁻)₂)₈. Его степень окисления будет -1 (заряд ядра+9, а электронов -10) .Атом F⁰, ион фтора F⁻.
2.
Дано:
n(CuSO₄)=5моль
H₂S
m(CuS)-?
1. Запишем уравнение реакции:
CuSO₄ + H₂S = CuS↓ + H₂SO₄
2. Анализируем уравнение реакции: по уравнению реакции из 1моль сульфата меди образуется 1моль сульфида меди. Значит если в условии задачи дано 5моль сульфата меди то образуется 5моль сульфида меди. n(CuS)=5моль.
3. Определим массу 5моль сульфида меди. ДЛЯ ЭТОГО НАЙДЕМ МОЛЯРНУЮ МАССУ СУЛЬФИДА МЕДИ и сделаем расчеты.
М(СuS)=64+32=96г./моль
m(CuS)= n(CuS)×M(CuS)=5мольх96г./моль=480г.
4. ответ: из 5моль сульфата меди образуется 480г. сульфида меди.