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F

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1 拼音

ef

2 英文参考

n. 字母氟

F是一种卤族化学元素,它的化学符号是氟,它的原子序数是9。

3 国标编号

23001

4 CAS号

7782-41-4

5 中文名称

F

6 英文名称

fluorine

7 外观与性状

淡黄色气体,有刺激气味

8 F的特性

总体特性原子属性 物理属性 其他性质 最稳定同位素 在没有特别注明的情况下使用的是

国际标准基准单位单位和标准气温和气压

氧 - F - 氖

F

元素周期表

名称, 符号, 序号 F、氟、9
系列 卤素
族, 周期, 元素分区 17族(VIIA), 2, p
密度、硬度 1.696 kg/m3(273K)、NA
颜色和外表 淡黄绿色
地壳含量 0.03 %
原子量 18.9994 原子量单位
原子半径(计算值) 50(42)pm
共价半径 71 pm
范德华半径 147 pm
价电子排布 [氦]2s22p5
电子在每能级的排布 2,7
氧化价(氧化物 -1(强酸)
晶体结构 正方形
物质状态 气态
熔点 53.53 K(-219.62°C)
沸点 85.03 K(-188.12 °C)
摩尔体积 11.20×10-6m3/mol
化热 3.2698 kJ/mol
熔化热 0.2552 kJ/mol
蒸气 无数据
声速 无数据
电负性 3.98 (鲍林标度)
比热 824 J/(kg·K)
电导率 无数据
热导率 0.0279 W/(m·K)
第一电离能 1681.0 kJ/mol
第二电离能 3374.2 kJ/mol
第三电离能 6050.4 kJ/mol
第四电离能 8407.7 kJ/mol
第五电离能 11022.7 kJ/mol
第六电离能 15164.1 kJ/mol
第七电离能 17868 kJ/mol
第八电离能 92038.1 kJ/mol
第九电离能 106434.3 kJ/mol
同位素丰度半衰期衰变模式衰变能量

MeV

衰变产物
19 100 % 稳定

9 性质

F是一种具有极强腐蚀性的淡黄色双原子气体。是自然界电负性最强的元素,也是最强的单质氧化剂。在常温下,能同所有元素发生化合反应,并剧烈放热。和氢气即便在-250摄氏度的黑暗中混合也能发生爆炸,故液F和液氢也用作高能火箭的液体燃料。在一般化合物中,F都显-1价。有人认为,在少量F气通过冰面时反应生成的H氟O(次F酸)中氟为+1价。

由于F的高度活性,稀有气体的化合物也是最早从F或含F化合物开始制备的。最早得到的是六F合铂酸氙(XePt氟6),此后还得到Xe氟2、Xe氟6、XeO3以及氪的F化物等。此外,F单质也用于获得一些高价的过渡金属化合物,比如Cu氟4、Au氟5U氟6等。

F及其一些化合物都有毒和较强的腐蚀性。氢F酸可以腐蚀玻璃。而F离子人体组织内有渗透性。氢F酸接触皮肤如不及时处理可以腐烂至骨而造成永久性的损伤,而F离子可以和钙离子结合而使人发生中毒。而且氢F酸的灼伤不易被发觉,一般是麻痹1-2小时后才有疼痛感。一旦接触氢F酸,应该立即用大量水冲洗,并涂上20%氧化镁甘油悬浮液。而氟SO3、Sb氟5等化合物具有远强于硫酸等一般强酸的酸性,特定比例的混合物甚至可以分解石蜡。参见超强酸。

一般单质F气以特制铜镍合金钢瓶贮存。在有机化学中使用F气可以直接F化羰基羟基官能团,其中使用的是掺有5%或10%F的干燥氮气。

链烷基上的氢可以完全或部分被F取代。完全被F取代的化合物通常称为“全F代物”。与碳氢化合物不同,由于F原子半径略大于氢原子,所以全F碳链上的F原子排列略呈螺旋状。这一类化合物具有与众不同的惰性。一般全F的高分子非常稳定,耐热耐寒、抗腐蚀性强。如聚四F乙烯(Teflon),可以耐高达260摄氏度的温度,不沾水和一般有机溶剂。故被用于制作不粘锅,以及一些化学反应容器。只有元素F、三F化氯熔融碱金属可以在高温下腐蚀聚四F乙烯。全F代有机物在室温下与一般溶剂难以互溶(醚、酯等除外),而加热后,溶解度有所增加。这类全F代有机物用作溶剂时,在溶液中和有机溶剂、水分成单独的一个相,一般称作“F碳相”。随着F链的增长或者增多,全F代有机物在有机溶剂和全F溶剂中的溶解度都会显著下降。QSAR的计算表明,有机分子中,如果F原子的质量比重超过60%,就可以呈现出“全F”的特性。

长链的简单全F代有机物一般从长的直链单羧酸出发制备,通过电解它们和F氢化钾的混合物,使链上的氢原子全部被F原子取代,(如:全F辛酸)再进一步合成其他化合物。

10 稳定性

不稳定

11 发现和单质制备

F(氟luorine)这个名字来自拉丁文fluere,意思是帮助熔融的物质,也就是F化钙(萤石)的最初用途。因为F的化合物很稳定,所以F单质很难分离。使用一般的化学方法,往往只能得到F化氢。也正是这个原因,很多曾经尝试分离单质F的化学家因此中毒,甚至献出生命

元素F最终是由法国化学家亨利·莫瓦桑在1886年6月26日用铂铱合金为阳极、金属铂为电解槽,电解F化钾的20%无水F化氢熔融液的方法首先分离出来的。此时距离元素F的被发现已然近一百年,而亨利·莫瓦桑本人也因此获得1906年的化学诺贝尔奖

现在工业上仍然使用电解法制备单质F。

实验室中用化学方法制备单质F是1986年Karl Christe报导的。以H氟、K氟、SbCl5和KMnO4为原料,首先分别制备出K2Mn氟6和Sb氟5,再以K2Mn氟6和Sb氟5为原料制备Mn氟4,Mn氟4不稳定,可分解放出氟2

(在423K)

不过该方法并无工业价值,只是证实了纯化学方法制备单质F的可行性。

12 主要用途

用作火箭燃料中的氧化剂,以及用于F化合物、含F塑料F橡胶等的制造

F的用途包括:

制造含F高分子材料(如聚四F乙烯塑料、含F质子交换膜如杜邦公司Nafion膜等)。

含F农药。由于有机分子中的F原子和三F甲基等有强的亲酯性,故在农药分子中引入F原子可以显著降低其用量。

F碳相的应用。利用F碳相在高温与有机相互溶、低温下则不互溶的性质,可以用于萃取有机相中的含F化合物。也可以由此特性使用亲F或含F的催化剂,在反应过程中使包含催化剂的F碳相和有机相互溶,而反应完成后则降温,使大部分催化剂仍然留在F碳相中,从而节约催化剂的用量。 不少商家在牙膏中加入含F化合物,可以有效防止蛀牙。

氯F碳化合物(F氯代烷)(俗称F里昂氟reon)或者溴F碳化合物等。被用作灭火剂和空调制冷剂。需要指出的是,导致臭氧层分解的是F里昂因光解产生的氯自由基,而非F原子。所以现在一些绿色冰箱制造商所打的“不含F”口号容易造成“F元素破坏臭氧层”的误解。其中的“F”应为含氯的“F里昂”。

六F化铀(U氟6),用于使用气体扩散法分离同位素U-235和U-238。和Pu-239一样,前者可以用于制造核弹。当一定形状的U-235超过临界质量后,中子可以引发其链式反应而瞬间释放巨大能量。后者U-238则只能用于增殖弹。气体扩散法利用六F化铀-235和六F化铀-238分子质量的微小差异,通过扩散来富集前者。由于扩散速率和分子量的平方根成反比,所以这个方法需要庞大且耐腐蚀(六F化铀易水解释放出有毒且腐蚀性的UO22和H氟)的设备,因而代价高昂。二战时美国的“曼哈顿工程”就是通过这个方法浓缩到足够制造核弹的U-235的。

人造血液。一些全F醚类化合物可以携带氧气和部分人体需要的养料和排泄物等。在需要全身换血时,可以用它暂时代替病人体内的血液;由于其挥发性,待几天后可自行排出。因为全F化合物很稳定,一般很少有毒副作用

13 危险标记

6(有毒气体),11(氧化剂)

14 健康危害

侵入途径:吸入

健康危害:本品高浓度时有强烈的腐蚀作用

急性中毒:高浓度接触眼和上呼吸道出现强烈的刺激症状,重者引起肺水肿肺出血、喉及支气管痉挛。F对皮肤、粘膜有强烈的刺激作用,高浓度可引起严重灼伤。

慢性影响:可引起慢性鼻炎咽炎、喉炎、气管炎植物神经功能紊乱骨骼改变。尿F可增高。

15 毒理学资料及环境行为

毒性:属高毒类。

急性毒性LC50233mg/m3,1小时,(小鼠吸入)

刺激性:人经眼:25ppm(5分钟),轻度刺激。

危险特性:强氧化剂。是最活泼的非金属元素,几乎可与所有的物质发生剧烈反应而燃烧。与氢气混合时会引起爆炸。特别是与水或杂质接触时,可发生激烈反应而燃烧,使容器破裂。F对许多金属有腐蚀性,并能形成一层保护性金属F化物。

燃烧(分解)产物:F化氢。

16 现场应急监测方法

比色法《简易快速水质检验手册》吴静贤等主编

气体速测管(德国德尔格公司产品

17 实验室监测方法

监测方法 来源 类别
F试剂分光光度法

离子选择电极法

GB7483-87 水质
离子色谱法 GB13580.5-92 大气降水
离子色谱法 GB/T15555.11-95 固废浸出液
滤膜法;

石灰滤纸法;

离子选择电极法

《空气和废气监测分析方法》国家环保局编 空气和废气

18 环境标准

中国(TJ36-79) 车间空气中有害物质的最高容许浓度 1mg/m3

中国(TJ36-79) 居住区大气中有害物质的最高容许浓度0.02mg/m3(一次值);0.007mg/m3(日均值)

19 泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。储罐区最好设稀酸喷洒设施。

废弃物处置方法:建议把含F废气通过活性炭床,生成的四F化碳直接排空,剩余的F气在F-烃空气燃烧器中燃烧,再通过碱溶液洗涤后经烟囱排空。

20 防护措施

呼吸系统防护:正常工作情况下,佩带过滤式防毒面具(全面罩)。高浓度环境中,必须佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴隔离式呼吸器。

眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。

身体防护:穿胶布防毒衣。

手防护:戴橡胶手套。

其它:工作现场严禁吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯

21 急救措施

皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

灭火方法:本品不燃。消防人员必须穿特殊防护服,在掩蔽处操作。切断气源。须有无人操纵的定点水塔或雾状水保持火场中容器冷却,切不可将水直接喷到漏气的地方,否则会助长火势。

F药品说明书

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开放分类:化学物中毒
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    2020/12/2 21:47:57 | #0
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本页最后修订于 2011年12月9日 星期五 21:24:52 (GMT+08:00)
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