化学元素氟分为卤素类和非金属类。它是由汉弗莱·戴维(Humphrey Davy)于1813年发现的。
同样的萤石晶体在光照下发出荧光。荧光现象之所以被命名,是因为它首先在萤石中被观察到。实际上,这种辉光不是来自氟,而是来自萤石中少量的铕。图片来源:Rob Lavinsky
1530年,德国矿物学家乔治·阿格拉科拉(Georgius Agricola)描述了萤石(也成氟石)在金属冶炼中的应用。萤石(主要是氟化钙)非常有用,因为它与金属矿石中不需要的部分结合,以便提取纯金属。
当时氟元素还没有被发现,而氟石中的“fluor”来自于拉丁单词“fluere”,意思是“流动”,因为它可以让纯金属“流”出来。元素“氟”最命名自fluorspar(萤石)中的“fluor”。
19世纪初,有几位化学家对萤石进行了实验,包括盖伊·吕萨克、路易斯·雅克·德纳尔、汉弗莱·戴维、卡尔·威廉·舍勒和约瑟夫·普利斯特利。
通常他们会产生一种被他们称为氟酸的物质,现在被称为氢氟酸,这是一种高度反应性且可能致命的酸。即使在皮肤上溅上一点氢氟酸也会致命。
早期几次分离氟的尝试都导致致盲和死亡。英国化学家汉弗莱·戴维(Humphrey Davy)写道:“[氟酸]是一种非常活跃的物质,必须非常谨慎地检查。”
1809年,法国科学家安德雷-玛丽·安培提出,氟酸是氢和一种新元素的化合物。他与汉弗莱·戴维通了信。1813年,戴维宣布发现了新的氟元素,并按照安培给他的名字给它起了这个名字。
戴维写道:“……似乎可以合理地得出这样的结论:在氟化合物中存在一种特殊的物质,对金属和氢具有强烈的吸引力……它可能命名为氟,这是M.安培给我提的名字。”
1886年,法国化学家亨利·莫瓦桑(Henri Moissan)终于将氟分离出来。莫伊桑的研究工作曾四次因他所研究的元素导致的严重中毒而中断。
莫伊桑用电解干燥氟化氢钾和无水氢氟酸分离氟。
为了控制腐蚀,他在一个铂容器中进行研究,并将其中的电解溶液冷却到零下23℉(零下31℃)。氟在正极产生。
亨利·莫伊桑因他的成就获得1906年诺贝尔化学奖。
亨利·莫伊桑(Henri Moissan)是第一个分离出氟的人,他还通过对木炭施加巨大压力,制造出了世界上第一个颗人造钻石。
氟是化学反应最活跃的元素。它与除氧、氦、氖和氪之外的所有元素反应,通常非常剧烈。
氟是电负性最强的元素。这意味着在分子中,氟对电子的吸引力比其他任何元素都强。
氢氟酸能溶解玻璃。其氟离子对钙有很高的亲和力,当它被通过皮肤吸收时,会干扰身体的血液钙代谢,从而导致死亡。
危害:
氟有剧毒和腐蚀性。
特点:
氟是所有元素中最活泼和电负性最强的。
氟是一种浅黄色、双原子、高度腐蚀性的可燃气体,有刺激性气味。它是最轻的卤素。
氟与水发生剧烈反应,产生氧气和具有极强腐蚀性的氢氟酸。
氟及其化合物——主要是六氟化铀——用于处理核燃料。
含氟化学品,包括许多高温塑料,如特氟龙(聚四氟乙烯),也使用氟。
含氟化合物,包括氟化钠,用于牙膏和饮用水中,以防止蛀牙。
氢氟酸可以溶解玻璃,被用于蚀刻灯泡和其他产品的玻璃。
氯氟烃(CFCs)曾被用作空调机组和冷冻机的制冷剂,但现在已被禁止使用,因为它们会导致臭氧损耗。
地壳:按重量585ppm,按摩尔为104ppm.
丰度太阳系:按重量为50ppm,按摩尔为30ppm
在自然界中,氟主要存在于矿物氟石(CaF2)和冰晶石(Na3AlF6)中。在商业上,氟的生产涉及电解熔融氟化钾和氢氟酸的混合物。氟气体在阳极形成,氢气在阴极形成。
同位素:氟有11种半衰期已知的同位素,质量数在15到25之间。天然存在的氟由其稳定的同位素19F组成。