Фтор история открытия
Фтор — разрушающий — удивительно подходящее название. Однако за рубежом более распространено другое имя элемента № 9 — флюор, что в переводе с латинского означает «текучий».
Это название больше подходит не к фтору, а к некоторым его соединениям и берет свое начало от флюорита или плавикового шпата — первого соединения фтора, использованного человеком.
По-видимому, еще в древности люди знали о способности этого минерала снижать температуру плавления руд и металлургических шлаков, но, естественно, не знали его состава.
Флюором назвали главную составную часть этого минерала, еще неизвестный химикам элемент.
Это название настолько укоренилось в умах ученых, что логически оправданное предложение о переименовании элемента, выдвинутое в 1816 г., не нашло поддержки.
А ведь в эти годы шли усиленные поиски флюора, уже было накоплено немало экспериментальных данных, подтверждавших разрушительные способности флюора и его соединений.
Да и авторами предложения были не кто-нибудь, а крупнейшие ученые того времени Андрэ Ампер и Хэмфри Дэви. И все-таки фтор оставался флюором.
Интересный факт: фтор используется для получения фреонов (они используются в холодильниках и кондиционерах).
Первые упоминания о фторе
Первое упоминание о флюоре и флюорите относится к XV в.
В начале XVIII в. была открыта плавиковая кислота — водный раствор фтористого водорода, а в 1780 г. известный шведский химик Карл Вильгельм Шееле впервые высказал мысль, что в этой кислоте содержится новый активный элемент.
Однако, чтобы подтвердить догадку Шееле и выделить фтор (или флюор),химикам потребовалось больше 100 лет, целый век упорной работы многих ученых из разных стран.
Сегодня мы знаем, что фтор очень токсичен, что работа с ним и его соединениями требует большой осторожности и продуманных мер защиты.
Первооткрыватели фтора могли об этом только догадываться, да и то не всегда. Поэтому история открытия фтора связана с именами многих героев науки.
Английские химики братья Томас и Георг Нокс пытались получить фтор из фторидов серебра и свинца.
Опыты окончились трагически: Георг стал инвалидом, Томас погиб. Та же участь постигла Нокс и П. Лайета.
Выдающийся химик Хэмфри Дэви, создатель водородной теории кислот, человек впервые получивший натрий, калий, магнии, кальции, стронций и барий, доказавший элементность хлора, не смог решить проблемы получения все разрушающего элемента.
В ходе этих опытов он отравился и тяжело заболел. Гей-Люссак и Л. Тенар потеряли здоровье, так и не добившись сколько-нибудь обнадеживающих результатов.
Более удачливыми оказались А. Лавуазье, М. Фарадей, Э. Фреми. Их фтор «пощадил», но и они не добились успеха.
В 1834 г. Фарадею показалось, что ему, наконец, удалось получить неуловимый газ. Но вскоре он вынужден был признать:
«Я не смог получить фтор. Мои предположения, подвергаясь строгому анализу, отпадали одно за другим..»
В течение 50 лет этот гигант науки пытался решить проблему получения фтора, но так и не смог одолеть ее…
Неудачи преследовали ученых, однако уверенность в существовании и возможности выделения фтора крепла с каждым новым опытом.
Она основывалась на многочисленных аналогиях в поведении и свойствах соединений фтора с соединениями уже известных галогенов — хлора, брома и иода.
Были на этом пути и удачи. Фреми, пытаясь с помощью электролиза извлечь фтор из фторидов, нашел способ получения безводного фтористого водорода.
Каждый опыт, даже неудачный, пополнял копилку знаний об удивительном элементе и приближал день его открытия.
Интересный факт: в сельском хозяйстве — входит в состав средств для борьбы с грызунами и другими вредителями.
Анри Муассан
26 июня 1886 г. французский химик Анри Муассан подверг электролизу безводный фтористый водород.
При температуре —23° С он получил на аноде новое, чрезвычайно реакционноспособное газообразное вещество. Муассану удалось собрать несколько пузырьков газа.
О своем открытии Муассан сообщил Парижской академии. Моментально была создана комиссия, которая через несколько дней должна была прибыть в лабораторию Муассана, чтобы увидеть все своими глазами. проводился опыт, каждый грамм фтора ( уничтожал ) 5—6 г платины.
Платиновый сосуд Муассан заменил медным. Конечно, и медь подвержена действию фтора, но как алюминий защищается от воздуха окисной пленкой, так и медь «укрывалась» от фтора за пленкой непреодолимого для него фторида меди.
Электролиз до сих пор остается практически единственным методом получения фтора. С 1919 г. в качестве электролита используются расплавы бифторидов.
Материалы современных электролизеров и электродов — это медь, никель, сталь, графит. Все это во много раз удешевило производство элемента № 9 и дало возможность получать его в промышленных масштабах.
Однако принцип получения фтора остался тем же, что предлагали Дэви и Фарадей и впервые осуществил Муассан.
Фтор и многие его соединения представляют не только большой теоретический интерес, но и находят широкое практическое применение.
Соединений фтора очень много, использование их настолько многосторонне и обширно.
Интересный факт: из фторида магния изготавливают линзы и призмы для специализированных оптических приборов.
Почему фтор проявляет окислительные свойства
Фтор — элемент из семейства галогенов, в которое входят также хлор, бром, иод и искусственно полученный радиоактивный астат.
Фтору свойственны все особенности собратьев по подгруппе, однако он подобен человеку без чувства меры: все увеличено до крайности, до предела.
Это объясняется прежде всего положением элемента № 9 в периодической системе и его электронной структурой. Его место в таблице Менделеева — «полюс неметаллических свойств», правый верхний угол.
Атомная модель фтора: заряд ядра 9+, два электрона расположены на внутренней оболочке, семь — на внешней. Каждый атом всегда стремится к устойчивому состоянию. Для этого ему нужно заполнить внешний электронный слой.
Атом фтора в этом смысле — не исключение. Захвачен восьмой электрон, и цель достигнута — образован ион фтора с «насыщенной» внешней оболочкой.
Число присоединенных электронов показывает, что отрицательная валентность фтора равна 1—; в отличие от прочих галогенов фтор не может проявлять положительную валентность.
Стремление к заполнению внешнего электронного слоя до восьми-электронной конфигурации у фтора исключительно велико.
Поэтому он обладает необычайной реакционной способностью и образует соединения почти со всеми элементами.
В 50-х годах прошедшего столетия, большинство химиков считало, и на то были основания, что благородные газы не могут образовывать истинные химические соединения.
Однако вскоре три из шести элементов «затворников» не смогли устоять перед натиском удивительно агрессивного фтора.
Начиная с 1962 г. получены фториды , а через них и другие соединения криптона, ксенона и радона.
Удержать фтор от реакции очень трудно, но зачастую не легче вырвать его атомы из соединений. Здесь играет роль еще один фактор — очень малые размеры атома и нона фтора.
Они примерно в полтора раза меньше, чем у хлора и вдвое меньше, чем у иода.
Влияние размера атома галогена на устойчивость галогенидов легко проследить на примере галоидных соединений молибдена.
Очевидно, что чем больше размеры атомов галогена, тем меньше их размещается вокруг атома молибдена.
Максимально возможная валентность молибдена реализуется только в соединении с атомами фтора, малый размер которых позволяет «упаковать» молекулу наиболее плотно.
Атомы фтора обладают очень высокой электроотрицательностью, т. е. способностью притягивать электроны.
При взаимодействии с кислородом фтор образует соединения, в которых кислород заряжен положительно.
Горячая вода сгорает в струе фтора с образованием кислорода. Кислород оказался вдруг не причиной, а следствием горения.
Не только вода, но и другие обычно негорючие материалы, такие, как асбест, кирпич, многие металлы, загораются в струе фтора.
Бром, иод, сера, селен, теллур, фосфор, мышьяк, сурьма, кремний, древесный уголь самовоспламеняются во фторе уже при обычной температуре.
При небольшом нагревании та же участь постигает и благородные платиновые металлы, известные своей химической пассивностью.
Поэтому не удивительно само название фтора. В переводе с греческого это слово означает «разрушающий».
Быстрые ответы?
Впервые фтор был получен в 1886 г. французским химиком Анри Муассаном при электролизе раствора гидрофторида калия KHF2 в безводной плавиковой кислоте HF. До него предпринимались попытки английскими химики братьями Томас и Георг Нокс, Хэмфри Дэви и многими другими.
С греческого «фтор» переводится как «разрушение». Это название предложил французский ученый А. Ампер. Флюор, что в переводе с латинского означает «текучий»
Фтор представляет собой светло-жёлтый газ, хлор — жёлто-зелёный газ.