В свободном состоянии фтор впервые получен французским химиком А. Муассаном в 1886 г.

Нахождение в природе

. Из солей фтора наиболее распространен в природе флюорит (плавиковый шпат) СаF2. Фтор в виде фторида кальция входит также в состав апатита. 3Са3(РО4}2· СаF2 (или Са5(РО4)3F).

Физические свойства

. В обычных условиях фтор представляет собой бесцветный, обладающий резким запахом газ, который в толстых слоях окрашен в зеленовато-желтый цвет. При -181,1 °С фтор переходит в жидкое состояние, а при -219,6 °С затвердевает. Растворимость фтора не изучена, так как он разрушает почти все растворители.

Химические свойства.

На внешнем электронном слое атома фтора находится 7 электронов (s2р5). Так как этот слой расположен ближе к ядру, чем у атомов хлора, брома и иода, фтор сильнее всех галогенов притягивает электроны. Этим объясняется его исключительно высокая химическая активность. Фтор не имеет d-уровня, поэтому не может иметь более одного неспаренного электрона и проявлять другие валентные состояния, кроме единицы.

Фтор взаимодействует почти со всеми элементами, причем реакции протекают более энергично, чем с хлором или кислородом. На поверхности некоторых металлов (Рb, Сu, Ni, Мg) образуется плотная пленка фторида, которая препятствует дальнейшему прохождении реакции.

Неметаллы в порошкообразном состоянии реагируют со фтором очень энергично, а в компактном — значительно труднее. Углерод в виде сажи сгорает в атмосфере фтора мгновенно, а графит реагирует со фтором только при высокой температуре. С кислородом и азотом фтор непосредственно не взаимодействует.

Получение

. Свободный фтор из-за высокой реакционной способности выделить очень непросто. Получают его в небольших количествах электролизом расплава дифторида калия КF·НF в свинцовой аппаратуре (образовавшийся на внутренней поверхности стенок электролизера фторид свинца РbF2 лредохраняет аппарат от разрушения).

Применение

. Свободный фтор применяют для получении фторпроизводных органических соединений, которые используются как сырье для производства фторопластов (тефлон), высокотемпературных смазочных масел и жидкостей для холодильных машин (фреонов).

Фтороводород, плавиковая кислота

. Фтороводород — газ с резким запахом. При 19,9 °С он переходит в жидкое состояние, а при -83,1 °С затвердевает. Жидкий фтороводород смешивается с водой в любых соотношениях, Раствор фтороводорода в воде называется фтороводородной или плавиковой кислотой. В отличие от других галогеноводородных кислот плавиковая кислота относится к слабым кислотам. Она хорошо реагирует со многими металлами, основными оксидами, основаниями и солями. В присутствии сильных кислот в ней растворяются многие редкие металлы, которые в других кислотах не растворяются (титан, цирконий, ниобий, тантал и др.). Плавиковая кислота образует со многими металлами очень прочные комплексные фториды: Н3FеF6, Н2ТiF6, Н3АlF6. Натриевая соль Nа3АlF6, даже в расплаве диссоциирует c образованием иона АlF63-. Фтороводород и плавиковая кислота реагируют с диоксидом кремния с образованием летучего соединения SiF4:

SiO2 + 4 НF = SiF4 + 2 Н2О

Так как в состав стекла входит значительное количество диоксида кремния, плавиковая кислота разъедает стекло, поэтому хранить ее можно в посуде, изготовленной из полимерных материалов (полиэтилена, фторопласта или эбонита), или в стеклянной, покрытой изнутри слоем парафина.

Фтороводород применяется для получения фторорганических соединений, в производстве фторопластов, металлургии редких металлов, а также как травильный агент при обработке поверхности некоторых металлов.

Получают фтороводород действием концентрированной серной кислоты на плавиковый шпат СаF2: