Большая Советская Энциклопедия (ФТ) - [3]

).

  Ф. В. Шебанов.

  Лит. см. при ст. Туберкулёз .

Фтор

Фтор (лат. Fluorum), F, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам , атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при нормальных условиях (0 °С; 0,1 Мн/м²_, или 1 кгс/см² ) — газ бледно-жёлтого цвета с резким запахом.

  Природный Ф. состоит из одного стабильного изотопа ¹⁹ F. Искусственно получены пять радиоактивных изотопов: ¹⁶ F с периодом полураспада Т_1/2 < 1 сек , ¹⁷ F (T_1/2 = 70 сек ), ¹⁸ F (T_1/2 = 111 мин ), ²⁰ F (T_1/2 = 11,4 сек ), ²¹ F (T_1/2 = 5 сек ).

  Историческая справка. Первое соединение Ф. — флюорит (плавиковый шпат) CaF₂ — описано в конце 15 в. под название «флюор» (от лат. fluo — теку, по свойству CaFa₂ делать жидкотекучими вязкие шлаки металлургических производств). В 1771 К. Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный Ф. выделил А. Муассан в 1886 электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF₃ .

  Химия Ф. начала развиваться с 1930-х гг., особенно быстро — в годы 2-й мировой войны 1939 — 45 и после неё в связи с потребностями атомной промышленности и ракетной техники. Название «Ф.» (от греч. phthóros — разрушение, гибель), предложенное А. Ампером в 1810, употребляется только в рус. языке; во многих странах принято название «флюор».

  Распространение в природе. Среднее содержание Ф. в земной коре (кларк) 6,25·10^-2 % по массе; в кислых изверженных породах (гранитах) оно составляет 8·10^-2 %, в основных — 3,7·10^-2 %, в ультраосновных — 1·10^-2 %. Ф. присутствует в вулканических газах и термальных водах. Важнейшие соединения Ф. — флюорит , криолит и топаз (см. Фториды природные ). Всего известно 86 фторсодержащих минералов. Соединения Ф. находятся также в апатитах , фосфоритах и др. Ф. — важный биогенный элемент . В истории Земли источником поступления Ф. в биосферу были продукты извержения вулканов (газы и др.).

  Физические и химические свойства. Газообразный Ф. имеет плотность 1,693 г/л (0°С и 0,1 Мн/м² , или 1 кгс/см² ), жидкий — 1,5127 г/см³ (при температуре кипения); t_пл — 219,61°С; t_kип — 188,13°С. Молекула Ф. состоит из двух атомов (F₂ ); при 1000°С 50% молекул диссоциирует, энергия диссоциации около 155 ± 4 кдж/моль (37 ± 1 ккал/моль ). Ф. плохо растворим в жидком фтористом водороде; растворимость 2,5·10^-3г в 100 г HF при —70°С и 0,4·10_-3 при —20°С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Конфигурация внешних электронов атома Ф. 2s² 2p² . В соединениях проявляет степень окисления — 1. Ковалентный радиус атома 0,72Å, ионный радиус 1,33Å. Сродство к электрону 3,62 эв , энергия ионизации (F ® F⁺ ) 17,418 эв . Высокими значениями сродства к электрону и энергии ионизации объясняется сильная электроотрицательность атома Ф., наибольшая среди всех др. элементов. Высокая реакционная способность Ф. обусловливает экзотермичность фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой величиной энергии диссоциации молекулы Ф. и большими величинами энергии связей атома Ф. с др. атомами. Прямое фторирование имеет цепной механизм и легко может перейти в горение и взрыв. Ф. реагирует со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. С кислородом взаимодействует в тлеющем разряде, образуя при низких температурах фторидыкислорода O₂ F₂ , O₃ F₂ и др. Реакции Ф. с др. галогенами экзотермичны, в результате образуются межгалогенные соединения . Хлор взаимодействует с Ф. при нагревании до 200—250°С, давая монофтористый хлор CIF и трёхфтористый хлор ClF₃ . Известен также CIF₅ , получаемый фторированием ClF₃ при высокой температуре и давлении 25 Мн/м² (250 кгс/см² ). Бром и йод воспламеняются в атмосфере Ф. при обычной температуре, при этом могут быть получены BrF₃ , BrF₅ , IF₅ , IF₇ . Ф. непосредственно реагирует с криптоном, ксеноном и радоном, образуя соответствующие фториды (например, XeF₄ , XeF₆ , KrF₂ ). Известны также оксифториды ксенона.

  Взаимодействие Ф. с серой сопровождается выделением тепла и приводит к образованию многочисленных серы фторидов . Селен и теллур образуют высшие фториды SeF₆ TeF₆ . Ф. с водородом реагируют с воспламенением; при этом образуется фтористый водород . Это радикальная реакция с разветвлением цепей: HF* + H₂ = HF + H₂ *; H₂ * + F₂ = HF + Н + F (где HF* и H₂ * — молекулы в колебательно-возбуждённом состоянии); реакция используется в химических лазерах. Ф. с азотом реагирует лишь в электрическом разряде (см. Фториды азота ). Древесный уголь при взаимодействии с Ф. воспламеняется при обычной температуре; графит реагирует с ним при сильном нагревании, при этом возможно образование твёрдого фтористого графита (CF)_x или газообразных перфторуглеродов CF₄ , C₂ F₆ и др. С бором, кремнием, фосфором, мышьяком Ф. взаимодействует на холоду, образуя соответствующие фториды. Ф. энергично соединяется с большинством металлов; щелочные и щёлочноземельные металлы воспламеняются в атмосфере Ф. на холоду, Bi, Sn, Ti, Mo, W — при незначительном нагревании, Hg, Pb, U, V реагируют с Ф. при комнатной температуре, Pt — при температуре темно-красного каления. При взаимодействии металлов с Ф. образуются, как правило, высшие фториды, например UF