flor -Fluorine

Flor,  9 F
Sıvı nitrojen içinde yoğunlaştırılmış uçuk sarı sıvı florin küçük örneği
flor
Telaffuz
allotroplar alfa, beta (bkz . Flor allotropları )
Dış görünüş gaz: çok soluk sarı
sıvı: parlak sarı
katı: alfa opak, beta şeffaf
Standart atom ağırlığı A r °(F)
Periyodik tablodaki flor
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silikon Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Ütü Kobalt Nikel Bakır Çinko galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum niyobyum Molibden teknesyum Rutenyum Rodyum paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Teneke Antimon Tellür İyot ksenon
sezyum Baryum lantan seryum praseodimyum neodimyum prometyum Samaryum evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disporsiyum Holmiyum erbiyum Tülyum İterbiyum lütesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Merkür (element) Talyum Öncülük etmek Bizmut Polonyum astatin radon
Fransiyum Radyum Aktinyum toryum protaktinyum Uranyum neptünyum plütonyum amerikan küriyum Berkelyum kaliforniyum Einsteinyum fermiyum Mendelevyum Nobelyum lavrenyum Rutherfordyum dubniyum Seaborgiyum Bohriyum hassiyum meitneryum Darmstadtium röntgenyum Kopernik nihonyum flerovyum Moskova karaciğer Tennessin Oganesson


F

Cl
oksijenflorneon
Atom numarası ( Z ) 9
Grup grup 17 (halojenler)
Dönem 2. dönem
Engellemek   p-blok
Elektron konfigürasyonu [ O ] 2s 2 2p 5
Kabuk başına elektron 2, 7
Fiziksel özellikler
STP'deki Aşama gaz
Erime noktası (F 2 ) 53,48  K ​(−219,67 °C, ​−363,41 °F)
Kaynama noktası (F 2 ) 85.03 K ​(−188.11 °C, ​−306.60 °F)
Yoğunluk (STP'de) 1.696 g/L
sıvı olduğunda (  bp'de ) 1.505 g/ cm3
üçlü nokta 53,48 K, ​90 kPa
Kritik nokta 144.41 K, 5.1724 MPa
Buharlaşma ısısı 6,51 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi C p : 31 J/(mol·K) (21,1 °C'de)
Cv : 23 J / (mol·K) (21,1 °C'de)
Buhar basıncı
P  (Pa) 1 10 100 1 bin 10 bin 100 bin
T  (K)' de  38 44 50 58 69 85
atomik özellikler
oksidasyon durumları -1 , 0 (oksijeni oksitler)
elektronegatiflik Pauling ölçeği: 3.98
iyonlaşma enerjileri
kovalent yarıçap akşam 64 
Van der Waals yarıçapı 135 öğleden sonra
Spektral bir aralıktaki renkli çizgiler
Florun spektral çizgileri
Diğer özellikler
Doğal oluşum ilkel
Kristal yapı küp
Flor için kübik kristal yapı
Termal iletkenlik 0.02591 W/(m⋅K)
Manyetik sıralama diamanyetik (−1.2×10 −4 )
CAS numarası 7782-41-4
Tarih
adlandırma Mineral floritten sonra , kendisi Latince fluo'dan (akmak, eritmede) adını almıştır.
keşif André-Marie Ampere (1810)
İlk izolasyon Henri Moissan (26 Haziran 1886)
Adlandıran
Florun ana izotopları
İzotop Bolluk Yarı ömür ( t 1/2 ) çürüme modu Ürün
18 F iz 109,8 dk β + (%97) 18 O
ε (%3) 18 O
19 F 100% kararlı
 Kategori: Flor
| Referanslar

Flor , simgesi F ve atom numarası 9 olan kimyasal bir elementtir . En hafif halojendir ve standart koşullarda oldukça toksik, uçuk sarı iki atomlu bir gaz olarak bulunur. En elektronegatif element olarak, argon , neon ve helyum hariç diğer tüm elementlerle reaksiyona girdiği için son derece reaktiftir .

Elementler arasında, flor evrensel bollukta 24. ve karasal bollukta 13. sırada yer alır . Elemente adını veren birincil mineral kaynağı olan florit, ilk olarak 1529'da tanımlanmıştır; eritme için erime noktalarını düşürmek için metal cevherlerine eklendiğinden, 'akış' anlamına gelen Latince fluo fiili minerale adını verdi. 1810'da bir element olarak önerilen flor, bileşiklerinden ayrılmasının zor ve tehlikeli olduğunu kanıtladı ve birkaç erken deneyci bu girişimlerinden dolayı öldü veya yaralandı. Sadece 1886'da Fransız kimyager Henri Moissan , modern üretim için hala kullanılan bir süreç olan düşük sıcaklıkta elektroliz kullanarak elementel floru izole etti. En büyük uygulaması olan uranyum zenginleştirme için flor gazının endüstriyel üretimi, II. Dünya Savaşı'nda Manhattan Projesi sırasında başladı .

Saf florin rafine edilmesi masrafı nedeniyle, çoğu ticari uygulama, çelik üretiminde kullanılan mayınlı floritin yaklaşık yarısı ile flor bileşikleri kullanır . Floritin geri kalanı, çeşitli organik florürlere giden yolda aşındırıcı hidrojen florüre veya alüminyum rafinasyonunda önemli bir rol oynayan kriyolite dönüştürülür . Bir karbon-flor bağı içeren moleküller genellikle çok yüksek kimyasal ve termal stabiliteye sahiptir; başlıca kullanımları soğutucular , elektrik yalıtımı ve pişirme kapları olup, sonuncusu PTFE (Teflon). Atorvastatin ve fluoksetin gibi farmasötikler C-F bağları içerir. Çözünmüş florür tuzlarından elde edilen florür iyonu diş boşluklarını engeller ve bu nedenle diş macunu ve su floridasyonunda kullanım bulur . Küresel florokimyasal satışlar yılda 69 milyar ABD dolarından fazladır .

Florokarbon gazları genellikle küresel ısınma potansiyeli karbondioksitin 100 ila 23.500 katı olan sera gazlarıdır ve SF 6 bilinen herhangi bir maddenin en yüksek küresel ısınma potansiyeline sahiptir. Organoflor bileşikleri , karbon-flor bağının gücünden dolayı genellikle çevrede kalır . Florin memelilerde bilinen bir metabolik rolü yoktur; birkaç bitki ve deniz süngeri , yırtıcıları caydırmaya yardımcı olan organoflorin zehirlerini (çoğunlukla monofloroasetatlar ) sentezler.

özellikleri

Elektron konfigürasyonu

Flor atomlarının dokuz elektronu vardır, biri neondan daha azdır ve elektron konfigürasyonu 1s 2 2s 2 2p 5 : doldurulmuş bir iç kabukta iki elektron ve bir dış kabukta yedi elektron daha doldurulmasını gerektirir. Dış elektronlar nükleer zırhlamada etkisizdir ve 9 − 2 = 7'lik yüksek etkili bir nükleer yük yaşar; bu atomun fiziksel özelliklerini etkiler.

Florun ilk iyonlaşma enerjisi , helyum ve neonun ardından tüm elementler arasında üçüncü en yüksek değere sahiptir ve bu da elektronların nötr flor atomlarından çıkarılmasını zorlaştırır. Aynı zamanda yüksek bir elektron ilgisine sahiptir , yalnızca klordan sonra ikinci sıradadır ve soy gaz neonu ile izoelektronik hale gelmek için bir elektronu yakalama eğilimindedir ; herhangi bir elementin en yüksek elektronegatifliğine sahiptir. Flor atomları, oksijen ve neon komşularınınkine benzer, yaklaşık 60  pikometrelik küçük bir kovalent yarıçapa sahiptir.

reaktivite

Harici video
video simgesi Flor reaksiyonları sırasında parlak alevler
video simgesiSezyum ile reaksiyona giren flor
Flor 3D molekül

Diflorun bağ enerjisi , her iki Cl'ninkinden çok daha düşüktür .
2
veya Br
2
ve kolayca parçalanan peroksit bağına benzer; bu, yüksek elektronegatiflikle birlikte, florin kolay ayrışmasını, yüksek reaktivitesini ve flor olmayan atomlara güçlü bağları açıklar. Tersine, florin yüksek elektronegatifliği nedeniyle diğer atomlarla olan bağlar çok güçlüdür. Toz çelik, cam parçaları ve asbest lifleri gibi reaktif olmayan maddeler, soğuk flor gazıyla hızla reaksiyona girer; odun ve su, bir flor jeti altında kendiliğinden yanar.

Elementel florin metallerle reaksiyonları, değişen koşullar gerektirir. Alkali metaller patlamalara neden olur ve alkalin toprak metalleri yığın halinde kuvvetli aktivite gösterir; metal florür katmanlarının oluşumundan pasifleşmeyi önlemek için , alüminyum ve demir gibi diğer metallerin çoğu toz haline getirilmelidir ve asil metaller 300–450 °C'de (575–850 °F) saf flor gazı gerektirir. Bazı katı ametaller (kükürt, fosfor) sıvı flor içinde kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer. Hidrojen sülfür ve kükürt dioksit , flor ile kolayca birleşir, ikincisi bazen patlayıcıdır; sülfürik asit , yüksek sıcaklıklar gerektiren çok daha az aktivite sergiler.

Hidrojen , bazı alkali metaller gibi, flor ile patlayıcı şekilde reaksiyona girer. Lamba siyahı olarak karbon , florometan vermek üzere oda sıcaklığında reaksiyona girer . Grafit, stokiyometrik olmayan karbon monoflorür üretmek için 400 °C'nin (750 °F) üzerinde flor ile birleşir ; daha yüksek sıcaklıklar , bazen patlamalarla birlikte gaz halinde florokarbonlar üretir. Karbon dioksit ve karbon monoksit oda sıcaklığında veya hemen üzerinde reaksiyona girerken, parafinler ve diğer organik kimyasallar güçlü reaksiyonlar oluşturur: normalde yanmaz olan karbon tetraklorür gibi tamamen ikame edilmiş haloalkanlar bile patlayabilir. Nitrojen triflorür stabil olmasına rağmen , elementel nitrojendeki çok güçlü üçlü bağ nedeniyle nitrojen, flor ile reaksiyonun gerçekleşmesi için yüksek sıcaklıklarda elektrik deşarjı gerektirir; amonyak patlayıcı reaksiyona girebilir. Oksijen, ortam koşullarında flor ile birleşmez, ancak düşük sıcaklık ve basınçlarda elektrik deşarjı kullanılarak reaksiyona sokulabilir; ürünler ısıtıldıklarında bileşenlerine ayrışma eğilimi gösterirler. Daha ağır halojenler, asil gaz radonunun yaptığı gibi flor ile kolayca reaksiyona girer ; diğer soy gazlardan yalnızca ksenon ve kripton reaksiyona girer ve yalnızca özel koşullar altında.

Aşamalar

Köşelerde ve merkezde küresel şekillere sahip küp ve yüzlerde düzlemlerde dönen moleküller
β-florin kristal yapısı. Küreler F'yi gösterir
2
herhangi bir açı alabilen moleküller. Diğer moleküller düzlemlerle sınırlıdır.
Beta-florin kristal yapısını gösteren animasyon. Birim hücrenin yüzlerindeki moleküllerin dönüşleri bir düzlemle sınırlıdır.

Oda sıcaklığında, flor iki atomlu moleküllerden oluşan bir gazdır, saf olduğunda soluk sarıdır (bazen sarı-yeşil olarak tanımlanır). 20 ppb'de algılanabilen karakteristik bir halojen benzeri keskin ve keskin kokuya sahiptir  . Flor, oksijen ve nitrojene benzer bir geçiş sıcaklığı olan -188 °C'de (-306 °F) parlak sarı bir sıvıya yoğunlaşır.

Florun iki katı formu vardır, a- ve β-flor. İkincisi -220 °C'de (-364 °F) kristalleşir ve diğer katı halojenlerin ortorombik sistemlerinin aksine, taze kristalize edilmiş katı oksijenin aynı düzensiz kübik yapısıyla şeffaf ve yumuşaktır. -228 °C'ye (-378 °F) daha fazla soğutma , yoğun, açılı molekül katmanları ile monoklinik bir yapıya sahip olan opak ve sert a-florine bir faz geçişini indükler. β-'den α-flora geçiş, florin yoğunlaşmasından daha ekzotermiktir ve şiddetli olabilir.

izotoplar

Florun sadece bir izotopu doğal olarak bol miktarda bulunur, kararlı izotop19
F.
_ Yüksek bir manyetolojik orana ve manyetik alanlara karşı olağanüstü bir duyarlılığa sahiptir; aynı zamanda tek kararlı izotop olduğu için manyetik rezonans görüntülemede kullanılır . 13'ten 31'e kadar kütle numaralarına sahip on sekiz radyoizotop sentezlenmiştir.18
F
, 109.77 dakikalık bir yarılanma ömrü ile en kararlıDiğer radyoizotopların yarılanma ömrü 70 saniyeden azdır; çoğu yarım saniyeden daha kısa sürede bozulur. izotoplar17
F
ve18
F ,
β + bozunmasına ve elektron yakalamaya maruz kalır , daha hafif izotoplar proton emisyonu ile bozunur ve daha ağır olanlar19
F
β bozunmasına maruz kalır (gecikmiş nötron emisyonu olan en ağır olanlar ). Florun iki metastabil izomeri bilinmektedir,18m
F
, 162(7) nanosaniyelik bir yarı ömre sahip ve26m
F
, yarı ömrü 2,2(1) milisaniyedir.

oluşum

Evren

Güneş Sistemi bollukları
atom
numarası
eleman göreli
miktar
6 Karbon 4.800
7 Azot 1500
8 Oksijen 8.800
9 flor 1
10 Neon 1.400
11 Sodyum 24
12 Magnezyum 430

Daha hafif elementler arasında, florun 400  ppb (milyarda parça) - evrendeki elementler arasında 24. - bolluk değeri son derece düşüktür: karbondan magnezyuma kadar diğer elementler yirmi veya daha fazla ortaktır. Bunun nedeni, yıldız nükleosentez süreçlerinin floru atlaması ve aksi halde oluşturulan herhangi bir flor atomunun yüksek nükleer kesitlere sahip olması , hidrojen veya helyum ile çarpışmaların sırasıyla oksijen veya neon üretmesine izin vermesidir.

Bu geçici varlığın ötesinde, florin varlığı için üç açıklama önerilmiştir:

Toprak

Flor, kütlece 600-700 ppm (milyonda parça) ile yerkabuğunda en yaygın on üçüncü elementtir . Doğal olarak oluşmadığına inanılmasına rağmen, elemental florin, floritin bir çeşidi olan antozonitte bir tıkanıklık olarak mevcut olduğu gösterilmiştir. Çoğu flor, florür içeren mineraller olarak bulunur. Florit , fluorapatit ve kriyolit endüstriyel olarak en önemli olanlardır. Florit ( CaF
2
), dünya çapında bol miktarda bulunan fluorspar olarak da bilinir, florürün ve dolayısıyla florin ana kaynağıdır. Çin ve Meksika ana tedarikçilerdir. Dünyadaki florürün çoğunu içeren florapatit (Ca 5 (PO 4 ) 3 F), gübre üretiminin bir yan ürünü olarak yanlışlıkla florür kaynağıdır. Kriyolit ( Na
3
AlF
6
), alüminyum üretiminde kullanılan, flor açısından en zengin mineraldir. Ekonomik açıdan uygun doğal kriyolit kaynakları tükendi ve çoğu artık ticari olarak sentezleniyor.

Topaz gibi diğer mineraller flor içerir. Florürler, diğer halojenürlerin aksine çözünmezler ve tuzlu sularda ticari olarak uygun konsantrasyonlarda bulunmazlar. Volkanik patlamalarda ve jeotermal kaynaklarda eser miktarda, kaynağı belirsiz organoflorlar tespit edilmiştir. Ezilmiş antozonit kokusunun önerdiği kristallerde gaz halinde florin varlığı tartışmalıdır; 2012'de yapılan bir çalışma, %0.04 F'nin varlığını bildirdi.
2
antozonit içinde ağırlıkça, bu kapanımları küçük miktarlarda uranyum varlığından kaynaklanan radyasyona bağlar .

Tarih

Erken keşifler

Arka planda yan tarafta maşa ve makine körükleri olan açık ocaktaki adamı gösteren gravür görüntüsü, ön planda yakınlarda söndürme oluğu olan suyla çalışan çekicin başındaki adam
De re metalica'dan çelik üretimi illüstrasyonu

1529'da Georgius Agricola , floriti, eritme sırasında metallerin erime noktasını düşürmek için kullanılan bir katkı maddesi olarak tanımladı . Florit kayalar için Latince fluorēs ( fluor, akış) kelimesini yazdı. İsim daha sonra fluorspar (hala yaygın olarak kullanılmaktadır) ve ardından fluorite dönüşmüştür . Floritin bileşimi daha sonra kalsiyum diflorür olarak belirlendi .

Hidroflorik asit , 1720'den itibaren cam aşındırmada kullanıldı . Andreas Sigismund Marggraf bunu ilk olarak 1764'te floriti sülfürik asitle ısıttığında karakterize etti ve ortaya çıkan çözelti cam kabını aşındırdı. İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele deneyi 1771'de tekrarladı ve asidik ürüne fluss-spats-syran (fluorspar asit) adını verdi. 1810'da Fransız fizikçi André-Marie Ampère , hidrojenin ve klora benzer bir elementin hidroflorik asit oluşturduğunu öne sürdü. Ayrıca 26 Ağustos 1812 tarihli Sir Humphry Davy'ye yazdığı bir mektupta, o zamanlar bilinmeyen bu maddenin florik asitten flor ve diğer halojenlerin -ine son eki olarak adlandırılabileceğini önerdi. Bu kelime, çoğu zaman değişikliklerle birlikte çoğu Avrupa dilinde kullanılmaktadır; bununla birlikte, Yunanca, Rusça ve diğerleri, Ampère'in daha sonraki önerisini takiben , Yunanca φθόριος ( phthorios , yıkıcı) kelimesinden gelen ftor veya türevlerini kullanırlar. Yeni Latince adı fluorum , elemente mevcut sembolü F'yi verdi ; Fl erken gazetelerde kullanıldı.

İzolasyon

Moissan'ın aparatının 1887 çizimi

Flor üzerine yapılan ilk çalışmalar o kadar tehlikeliydi ki, 19. yüzyıl deneycileri, hidroflorik asitle ilgili talihsizliklerden sonra "flor şehitleri" olarak kabul edildi. Elementel florin izolasyonu, hem elementel florin kendisinin hem de hidrojen florürün aşırı aşındırıcılığının yanı sıra basit ve uygun bir elektrolitin olmaması nedeniyle engellendi . Edmond Frémy , flor üretmek için saf hidrojen florürün elektrolizinin uygulanabilir olduğunu öne sürdü ve asitleştirilmiş potasyum biflorürden susuz numuneler üretmek için bir yöntem tasarladı ; bunun yerine, elde edilen (kuru) hidrojen florürün elektriği iletmediğini keşfetti . Frémy'nin eski öğrencisi Henri Moissan sebat etti ve birçok deneme ve yanılma sonrasında potasyum biflorür ve kuru hidrojen florür karışımının bir iletken olduğunu ve elektrolizi mümkün kıldığını buldu. Elektrokimyasal hücrelerinde platinin hızlı aşınmasını önlemek için , reaksiyonu özel bir banyoda aşırı düşük sıcaklıklara soğuttu ve daha dayanıklı bir platin ve iridyum karışımından hücreler oluşturdu ve florit tıpalar kullandı. 1886'da, birçok kimyagerin 74 yıllık çabasından sonra, Moissan elemental floru izole etti.

1906'da, ölümünden iki ay önce Moissan, aşağıdaki alıntıyla Nobel Kimya Ödülü'nü aldı :

[I]Flüor elementini araştırmasında ve izolasyonunda yaptığı büyük hizmetleri takdir ediyorum... Tüm dünya, elementler arasındaki o vahşi canavarı incelerken gösterdiğiniz büyük deneysel beceriye hayran kaldı.

Daha sonraki kullanımlar

General Motors'un ( GM ) Frigidaire bölümü 1920'lerin sonlarında kloroflorokarbon soğutucularla deneyler yaptı ve Kinetic Chemicals , 1930'da Freon-12'yi pazarlamak umuduyla GM ve DuPont arasında bir ortak girişim olarak kuruldu ( CCl ).
2
F
2
) böyle bir soğutucu olarak . Daha erken ve daha zehirli bileşiklerin yerini aldı, mutfak buzdolaplarına olan talebi artırdı ve karlı hale geldi; 1949'da DuPont, Kinetic'i satın aldı ve birkaç başka Freon bileşiğini pazarladı. Politetrafloroetilen (Teflon), 1938'de Roy J. Plunkett tarafından Kinetic'te soğutucular üzerinde çalışırken tesadüfen keşfedildi ve üstün kimyasal ve termal direnci, 1941 yılına kadar hızlandırılmış ticarileştirme ve seri üretime olanak sağladı.

Büyük ölçekli elemental flor üretimi, II. Dünya Savaşı sırasında başladı. Almanya, planlanan yangın çıkaran klor triflorürü tonlarca yapmak için yüksek sıcaklıkta elektroliz kullandı ve Manhattan Projesi , uranyum zenginleştirmesi için uranyum heksaflorür üretmek için büyük miktarlarda kullandı . UF'den beri
6
flor kadar aşındırıcıdır, gaz difüzyon tesisleri özel malzemeler gerektirir: membranlar için nikel, contalar için floropolimerler ve soğutucu ve yağlayıcı olarak sıvı florokarbonlar. Bu gelişen nükleer endüstri daha sonra savaş sonrası florokimyasal gelişmeyi hızlandırdı.

Bileşikler

Flor, organik ve inorganik alanları kapsayan zengin bir kimyaya sahiptir. Metaller, ametaller, metaloidler ve çoğu soy gazla birleşir ve neredeyse yalnızca -1 oksidasyon durumunu varsayar. Florin yüksek elektron afinitesi, iyonik bağ için bir tercih ile sonuçlanır ; kovalent bağlar oluşturduğunda bunlar polardır ve neredeyse her zaman tektir .

metaller

Alkali metaller iyonik ve yüksek oranda çözünür monoflorürler oluşturur ; bunlar , sodyum klorür ve benzer klorürlerin kübik düzenine sahiptir . Alkali toprak diflorürler güçlü iyonik bağlara sahiptir, ancak aynı zamanda bir miktar kovalent karakter sergileyen ve kuvars benzeri bir yapıya sahip olan berilyum diflorür dışında suda çözünmezler . Nadir toprak elementleri ve diğer birçok metal, çoğunlukla iyonik triflorürler oluşturur .

Kovalent bağ ilk önce tetraflorürlerde ön plana çıkar : zirkonyum , hafniyum ve birkaç aktinitlerinkiler yüksek erime noktalarına sahip iyoniktir, titanyum , vanadyum ve niyobyumunkiler ise polimeriktir, 350 °C'den (660 °C) fazla olmayan bir sıcaklıkta erir veya bozunur. F). Pentaflorürler , lineer polimerleri ve oligomerik kompleksleri ile bu eğilimi devam ettirmektedir . Hepsi oktahedral olan on üç metal heksaflorür bilinmektedir ve çoğunlukla uçucu katılardır, ancak sıvı MoF için
6
ve ReF
6
, ve gazlı WF
6
. Tek karakterize edilen metal heptaflorür olan renyum heptaflorür , beşgen bipiramidal moleküler geometriye sahip düşük erime noktalı moleküler bir katıdır . Daha fazla flor atomuna sahip metal florürler özellikle reaktiftir.

Metal florürlerin yapısal ilerlemesi
Küçük mavi ve büyük sarı toplardan oluşan dama tahtası benzeri kafes, her topun zıt tipte 6 en yakın komşusu olacak şekilde üç boyutlu Menekşe ve sarı toplardan oluşan düz zincir, mor ve sarı, ayrıca zincire ve birbirine dik olarak dört sarıya daha bağlı Top ve çubuk çizimi, merkezi menekşe topu, doğrudan üstünde ve altında sarı bir top ve ardından çevreleyen 5 sarı bilyeden oluşan bir ekvator kuşağı ile gösterir.
Sodyum florür , iyonik Bizmut pentaflorür , polimerik Renyum heptaflorür , moleküler

Hidrojen

Daha hafif moleküller için daha düşük kaynama noktaları eğilimini kıran su ve hidrojen florürü gösteren grafik
Hidrojen florür ve su için alışılmadık derecede yüksek değerleri gösteren hidrojen halojenürler ve kalkojenitlerin kaynama noktaları

Hidrojen ve flüor, hidrojen klorürden daha çok suya benzeyen hidrojen bağıyla ayrı moleküllerin kümeler oluşturduğu hidrojen flüorürü vermek üzere birleşir . Daha ağır hidrojen halojenürlerden çok daha yüksek bir sıcaklıkta kaynar ve onlardan farklı olarak suyla karışabilir . Hidrojen florür, su ile temas halinde hidroflorik asit olarak da bilinen sulu hidrojen florür oluşturmak üzere kolayca hidratlanır. Güçlü olan diğer hidrohalik asitlerin aksine , hidroflorik asit düşük konsantrasyonlarda zayıf bir asittir. Ancak, diğer asitlerin yapamayacağı bir şey olan cama saldırabilir.

Diğer reaktif ametaller

Korozif potansiyeli asbest, beton, kum ve diğer yangın geciktiricileri tutuşturan klor triflorür

Metaloidlerin ve p-blok ametallerin ikili florürleri, genellikle değişen reaktivitelere sahip kovalent ve uçucudur. Periyot 3 ve daha ağır ametaller hipervalent florürler oluşturabilir.

Boron triflorür düzlemseldir ve eksik bir oktete sahiptir. Bir Lewis asidi olarak işlev görür ve amonyak gibi Lewis bazlarıyla birleşerek adüktler oluşturur . Karbon tetraflorür , tetrahedral ve eylemsizdir; grup analogları, silikon ve germanyum tetraflorür de tetrahedraldir ancak Lewis asitleri gibi davranır. Pniktojenler , nitrojen triflorürün hidrolize direnmesine ve bazik olmamasına rağmen, daha yüksek moleküler ağırlıkla reaktivite ve bazlığı artan triflorürler oluşturur . Fosfor, arsenik ve antimonun pentaflorürleri , bilinen en güçlü nötr Lewis asidi olan antimon pentaflorür ile ilgili triflorürlerinden daha reaktiftir .

Kalkojenlerin çeşitli florürleri vardır: oksijen (+2 oksidasyon durumunda oksijene sahip bilinen tek bileşik), kükürt ve selenyum için kararsız diflorürler rapor edilmiştir; kükürt, selenyum ve tellür için tetraflorürler ve heksaflorürler bulunur. İkincisi, daha fazla flor atomu ve daha hafif merkezi atom tarafından stabilize edilir, bu nedenle kükürt heksaflorür özellikle etkisizdir. Klor, brom ve iyodin her biri mono-, tri- ve pentaflorürler oluşturabilir, ancak olası interhalojen heptaflorürler arasında yalnızca iyot heptaflorür karakterize edilmiştir . Bunların çoğu güçlü flor atomları kaynaklarıdır ve klor triflorür kullanan endüstriyel uygulamalar, flor kullananlara benzer önlemler gerektirir.

soy gazlar

Bir tabakta şeffaf kristalleri gösteren siyah beyaz fotoğraf
Bu ksenon tetraflorür kristalleri 1962'de fotoğraflandı. Bileşiğin sentezi, ksenon heksafloroplatinatta olduğu gibi, birçok kimyacıyı şaşırttı.

Tam elektron kabuklarına sahip olan soy gazlar , 1962'de Neil Bartlett'in ksenon heksafloroplatinat sentezini bildirdiği zamana kadar diğer elementlerle reaksiyona girmedi ; O zamandan beri ksenon diflorür , tetraflorür , heksaflorür ve çoklu oksiflorürler izole edilmiştir. Diğer soy gazlar arasında, kripton bir diflorür oluşturur ve radon ve flor, radon diflorür olduğundan şüphelenilen bir katı oluşturur . Daha hafif soy gazların ikili florürleri son derece kararsızdır: argon ve hidrojen florür, aşırı koşullar altında birleşerek argon florohidrit verir . Helyum ve neonun uzun ömürlü florürleri yoktur ve hiçbir neon florür gözlemlenmemiştir; helyum florohidrit, yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda milisaniyeler boyunca tespit edildi.

Organik bileşikler

Üstte iki kat sıvı, akvaryum balığı ve yengeç, altta bozuk para bulunan beher
Bir beher içinde karışmayan renkli su (üstte) ve çok daha yoğun perfloroheptan (altta ) katmanları ; Japon balığı ve yengeç sınırı geçemez; çeyrekler altta kalır.
İskelet kimyasal formülü
Yakıt pillerinde ve diğer birçok uygulamada kullanılan bir floropolimer olan Nafion'un kimyasal yapısı

Karbon-flor bağı organik kimyanın en güçlüsüdür ve organoflorlara kararlılık verir. Doğada neredeyse yoktur, ancak yapay bileşiklerde kullanılır. Bu alandaki araştırmalar genellikle ticari uygulamalar tarafından yönlendirilir; ilgili bileşikler çeşitlidir ve organik kimyanın doğasında bulunan karmaşıklığı yansıtır.

ayrık moleküller

Bir alkandaki hidrojen atomlarının kademeli olarak daha fazla flor atomu ile ikame edilmesi, birkaç özelliği kademeli olarak değiştirir: erime ve kaynama noktaları düşer, yoğunluk artar, hidrokarbonlardaki çözünürlük azalır ve genel kararlılık artar. Tüm hidrojen atomlarının ikame edildiği perflorokarbonlar, çoğu organik çözücüde çözünmez, ortam koşullarında yalnızca sıvı amonyak içinde sodyum ile reaksiyona girer.

Perflorlu bileşik terimi , bir fonksiyonel grubun , genellikle bir karboksilik asidin varlığı için değilse, aksi takdirde bir perflorokarbon olacak olan şey için kullanılır . Bu bileşikler, stabilite ve hidrofobiklik gibi perflorokarbonlarla birçok özelliği paylaşırlar , fonksiyonel grup ise bunların reaktivitesini arttırır, yüzeylere yapışmalarını veya yüzey aktif maddeler olarak hareket etmelerini sağlar ; Florosurfaktanlar , özellikle, suyun yüzey gerilimini hidrokarbon bazlı analoglarından daha fazla düşürebilir . Fonksiyonel grubun yakınında bazı florlanmamış karbon atomlarına sahip florotelomerler de perflorlanmış olarak kabul edilir .

polimerler

Polimerler, ayrı moleküllerde flor ikamesi (hidrojen için) ile sağlanan aynı kararlılık artışlarını sergiler; erime noktaları da genellikle artar. Polietilenin yapısal birimli en basit floropolimer ve perfloro analoğu olan politetrafloroetilen ( PTFE )CF
2
–, bu değişikliği beklendiği gibi gösterir, ancak çok yüksek erime noktası kalıplamayı zorlaştırır. Çeşitli PTFE türevleri sıcaklığa daha az toleranslıdır ancak kalıplanması daha kolaydır: florlu etilen propilen bazı flor atomlarını triflorometil gruplarıyla değiştirir, perfloroalkoksi alkanlar aynı şeyi triflorometoksi gruplarıyla yapar ve Nafion sülfonik asit gruplarıyla kaplı perfloroeter yan zincirleri içerir . Diğer floropolimerler, bazı hidrojen atomlarını tutar; poliviniliden florür , PTFE'nin flor atomlarının yarısına sahiptir ve polivinil florür , çeyrek atom içerir, ancak her ikisi de perflorlu polimerler gibi davranır.

Üretme

Elementel flor ve neredeyse tüm flor bileşikleri, hidrojen florürden veya sulu çözeltilerinden hidroflorik asitten üretilir . Hidrojen florür, floritin (CaF 2 ) sülfürik asit ile endotermik reaksiyonu ile fırınlarda üretilir :

CaF 2 + H 2 SO 4 → 2 HF(g) + CaSO 4

Gaz halindeki HF daha sonra su içinde emilebilir veya sıvılaştırılabilir.

Üretilen HF'nin yaklaşık %20'si, HF'yi termal olarak ve hidroliz ile serbest bırakmak için bozunabilen heksaflorosilisik asit (H 2 SiF 6 ) üreten gübre üretiminin bir yan ürünüdür :

H 2 SiF 6 → 2 HF + SiF 4
SiF 4 + 2 H 2 O → 4 HF + SiO 2

F 2'ye giden endüstriyel yollar

bir makine odası
Preston'da endüstriyel flor hücreleri

Moissan'ın yöntemi, bir potasyum florür / hidrojen florür karışımının elektrolizi yoluyla endüstriyel miktarlarda flor üretmek için kullanılır : hidrojen ve florür iyonları, üretmek için bir çelik kap katodunda ve bir karbon blok anotta 8-12 volt altında indirgenir ve oksitlenir. sırasıyla hidrojen ve flor gazı. Sıcaklıklar yükselir, KF•2HF 70 °C'de (158 °F) erir ve 70–130 °C'de (158–266 °F) elektroliz edilir. Elektriksel iletkenlik sağlayan KF, neredeyse iletken olmadığı için saf HF elektrolize edilemediği için esastır. Flor, 200 °C'nin (392 °F) altındaki sıcaklıklarda, pasifleştirilmiş iç kısımları olan çelik silindirlerde saklanabilir; aksi halde nikel kullanılabilir. Regülatör vanaları ve boru tesisatı nikelden yapılmıştır, ikincisi muhtemelen bunun yerine Monel kullanır. Su ve greslerin katı bir şekilde hariç tutulmasıyla birlikte sık sık pasivasyon yapılmalıdır. Laboratuvarda cam eşyalar, düşük basınç ve susuz koşullar altında flor gazı taşıyabilir; bazı kaynaklar bunun yerine nikel-Monel-PTFE sistemlerini önerir.

Laboratuvar yolları

Moissan'ın başarısının yüzüncü yılını kutlamak için 1986'da bir konferansa hazırlanırken, Karl O. Christe , bazı metal florür anyonlarının kararlı nötr eşdeğerleri olmadığı için kimyasal flor üretiminin mümkün olması gerektiğini düşündü; asitlenmeleri potansiyel olarak bunun yerine oksidasyonu tetikler. Floru yüksek verimde ve atmosferik basınçta geliştiren bir yöntem tasarladı:

2 KMnO 4 + 2 KF + 10 HF + 3 H 2 O 2 → 2 K 2 MnF 6 + 8 H 2 O + 3 O 2
2 K 2 MnF 6 + 4 SbF 5 → 4 KSbF 6 + 2 MnF 3 + F 2

Christe daha sonra, reaktanların "100 yıldan fazla bir süredir bilindiğini ve Moissan'ın bile bu planı ortaya çıkarabileceğini" söyledi. 2008'e kadar, bazı referanslar hala florin herhangi bir kimyasal izolasyon için çok reaktif olduğunu iddia etti.

Endüstriyel uygulamalar

Küresel florun çoğunu sağlayan florit madenciliği, 1989'da 5,6 milyon mt cevher çıkarıldığında zirveye ulaştı. Kloroflorokarbon kısıtlamaları bunu 1994'te 3,6 milyon tona indirdi; üretim o zamandan beri artıyor. 2003 yılında yaklaşık 4,5 milyon ton cevher ve 550 milyon ABD Doları gelir elde edildi; daha sonra raporlar 2011 küresel florokimyasal satışlarının 15 milyar dolar olduğunu ve 2016-18 üretim rakamlarının 3,5 ila 5,9 milyon ton ve en az 20 milyar dolar gelir olacağını tahmin ediyor. Köpüklü yüzdürme , çıkarılan floriti eşit oranda iki ana metalürjik dereceye ayırır: %60-85 saf metspar hemen hemen tamamı demir eritmede kullanılırken, %97+ saf asitpat esas olarak ana endüstriyel ara hidrojen florüre dönüştürülür.

Fluorite Fluorapatite Hydrogen fluoride Metal smelting Glass production Fluorocarbons Sodium hexafluoroaluminate Pickling (metal) Fluorosilicic acid Alkane cracking Hydrofluorocarbon Hydrochlorofluorocarbons Chlorofluorocarbon Teflon Water fluoridation Uranium enrichment Sulfur hexafluoride Tungsten hexafluoride Phosphogypsum
Kütle akışlarına göre florokimya endüstrisinin tıklanabilir diyagramı
Etrafında teller bulunan, altları daha kalın olan minare benzeri elektrikli cihazlar
bilimkurgu
6
Rus demiryolundaki akım trafoları.

Her yıl en az 17.000 metrik ton flor üretilir. Uranyum veya kükürt heksaflorür olarak kilogram başına yalnızca 5-8 ABD Doları tutarındadır, ancak ele alma zorlukları nedeniyle bir element olarak birçok kez daha pahalıdır. Büyük miktarlarda serbest flor kullanan çoğu işlem, dikey entegrasyon altında yerinde üretimi kullanır .

Yılda 7.000 metrik tona kadar tüketen flor gazının en büyük uygulaması UF'nin hazırlanmasındadır .
6
nükleer yakıt döngüsü için Flor , kendisi uranyum dioksit ve hidroflorik asitten oluşan uranyum tetraflorürü florlamak için kullanılır . Flor monoizotopik olduğundan, UF arasındaki herhangi bir kütle farkı
6
moleküllerin varlığından kaynaklanmaktadır.235
U
veya238
U
, gaz difüzyonu veya gaz santrifüjü yoluyla uranyum zenginleştirmesini sağlar . Yılda yaklaşık 6.000 metrik ton, inert dielektrik SF'nin üretimine giriyor
6
yüksek voltajlı transformatörler ve devre kesiciler için,
yağ dolu cihazlarla ilişkili tehlikeli poliklorlu bifenillere olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Elektronikte çeşitli flor bileşikleri kullanılır: kimyasal buhar biriktirmede renyum ve tungsten heksaflorür , plazma aşındırmada tetraflorometan ve temizleme ekipmanında nitrojen triflorür . Flor, organik florürlerin sentezinde de kullanılır, ancak reaktivitesi genellikle önce daha yumuşak ClF'ye dönüşümü gerektirir.
3
, BrF
3
veya EĞER
5
birlikte kalibre edilmiş florlama sağlar. Florlu farmasötikler bunun yerine kükürt tetraflorür kullanır.

inorganik florürler

Alüminyum ekstraksiyonu kritik olarak kriyolite bağlıdır

Diğer demir alaşımlarında olduğu gibi, her metrik ton çeliğe yaklaşık 3 kg (6,5 lb) metspar eklenir; florür iyonları erime noktasını ve viskozitesini düşürür . Emayeler ve kaynak çubuğu kaplamaları gibi malzemelerde katkı maddesi olarak rolünün yanı sıra, çoğu acidpat, çelik asitleme , cam aşındırma ve alkan parçalamada kullanılan hidroflorik asit oluşturmak için sülfürik asit ile reaksiyona girer . HF'nin üçte biri, alüminyum ekstraksiyonu için Hall-Héroult prosesinde her ikisi de flux olan kriyolit ve alüminyum triflorürün sentezlenmesine gider ; ikmal, eritme aparatı ile ara sıra reaksiyonları nedeniyle gereklidir. Her bir metrik ton alüminyum yaklaşık 23 kg (51 lb) akı gerektirir. Florosilikatlar, suyun florlanmasında ve çamaşır suyu arıtımında kullanılan sodyum florosilikat ile ve kriyolit ve silikon tetraflorür yolunda bir ara ürün olarak ikinci en büyük kısmı tüketir . Diğer önemli inorganik florürler arasında kobalt , nikel ve amonyum bulunur .

organik florürler

Organoflorürler, mayınlı floritin %20'sinden fazlasını ve hidroflorik asidin %40'ından fazlasını tüketir, soğutucu gazlar hakimdir ve floropolimerler pazar paylarını arttırır. Yüzey aktif maddeler küçük bir uygulamadır ancak yıllık 1 milyar doların üzerinde gelir elde etmektedir. −150 °C'nin (−240 °F) üzerindeki doğrudan hidrokarbon-flor reaksiyonlarından kaynaklanan tehlike nedeniyle, endüstriyel florokarbon üretimi, çoğunlukla , klorokarbon klorinlerin florlar yerine hidrojen florür ile ikame edildiği Swarts florlama gibi halojen değişim reaksiyonları yoluyla dolaylıdır. katalizörler. Elektrokimyasal florlama , hidrokarbonları hidrojen florür içinde elektrolize tabi tutar ve Fowler işlemi onları kobalt triflorür gibi katı flor taşıyıcılarla işlemden geçirir .

soğutucu gazlar

Resmi olmayan bağlamlarda Freon olarak adlandırılan halojenli soğutucular, mevcut flor, klor, karbon ve hidrojen miktarını gösteren R sayıları ile tanımlanır. R-11 , R-12 ve R-114 gibi kloroflorokarbonlar (CFC'ler) bir zamanlar organoflorinlere egemen oldu ve 1980'lerde üretimde zirveye ulaştı. İklimlendirme sistemleri, itici gazlar ve solventler için kullanılan bu ürünlerin üretimi, yaygın uluslararası yasağın ardından 2000'li yılların başında bu zirvenin onda birinin altındaydı. Hidrokloroflorokarbonlar (HCFC'ler) ve hidroflorokarbonlar (HFC'ler) ikame olarak tasarlandı; sentezleri, organik endüstrideki florun %90'ından fazlasını tüketir. Önemli HCFC'ler arasında R-22, klorodiflorometan ve R-141b bulunur . Ana HFC, HFC-134a'nın %1'inden daha düşük küresel ısınma potansiyeli nedeniyle öne çıkan bir Hidrofloroolefin (HFO) olan yeni bir molekül türü HFO-1234yf ile R- 134a'dır.

polimerler

Mavi kumaş üzerinde parlak küresel su damlası
Florosurfaktan ile işlenmiş kumaşlar genellikle hidrofobiktir

2006 ve 2007 yıllarında yaklaşık 180.000 metrik ton floropolimer üretildi ve yılda 3.5 milyar doların üzerinde gelir elde edildi. Küresel pazarın 2011'de 6 milyar doların biraz altında olduğu tahmin ediliyordu ve 2016'ya kadar her yıl %6,5 büyüyeceği tahmin ediliyordu. Floropolimerler ancak serbest radikallerin polimerize edilmesiyle oluşturulabilir.

Bazen DuPont adıyla Teflon olarak adlandırılan politetrafloroetilen (PTFE), dünyanın floropolimer üretiminin kütlece %60-80'ini temsil eder. PTFE mükemmel bir dielektrik olduğundan en büyük uygulama elektrik yalıtımındadır . Korozyon direncinin gerekli olduğu kimya endüstrisinde, boruların, boruların ve contaların kaplanmasında da kullanılır. Diğer bir önemli kullanım, stadyum çatıları için PFTE kaplı fiberglas kumaştır. Başlıca tüketici uygulaması, yapışmaz pişirme kapları içindir . Sarsılmış PTFE filmi, bazen Gore-Tex markasıyla anılan ve yağmurluk, koruyucu giysiler ve filtreler için kullanılan ince gözenekli bir zar olan genişletilmiş PTFE (ePTFE) haline gelir ; ePTFE elyafları , contalar ve toz filtreleri haline getirilebilir . Florlu etilen propilen dahil olmak üzere diğer floropolimerler, PTFE'nin özelliklerini taklit eder ve onun yerini alabilir; daha kalıplanabilirdirler, ancak aynı zamanda daha maliyetlidirler ve daha düşük termal stabiliteye sahiptirler. İki farklı floropolimerden elde edilen filmler, güneş pillerinde camın yerini alıyor.

Kimyasal olarak dirençli (ancak pahalı) florlu iyonomerler , elektrokimyasal hücre zarları olarak kullanılır; bunun ilk ve en belirgin örneği Nafion'dur . 1960'larda geliştirildi, başlangıçta uzay gemilerinde yakıt hücresi malzemesi olarak kullanıldı ve daha sonra cıva bazlı kloralkali işlem hücrelerinin yerini aldı. Son zamanlarda, yakıt hücresi uygulaması, otomobillere proton değişim membranlı yakıt hücrelerinin yerleştirilmesi çabalarıyla yeniden ortaya çıktı . Viton gibi floroelastomerler , esas olarak O-halkalarında kullanılan çapraz bağlı floropolimer karışımlarıdır ; yangın söndürme maddesi olarak perflorobütan (C 4 F 10 ) kullanılır.

yüzey aktif maddeler

Florosurfaktanlar, su ve lekeleri itmek için kullanılan küçük organoflor molekülleridir. Pahalı olmasına rağmen (kilogram başına 200-2000$'lık ilaçlarla karşılaştırılabilir), 2006 yılına kadar yıllık 1 milyar doların üzerinde gelir sağladılar; 2000 yılında tek başına Scotchgard 300 milyon doların üzerinde bir gelir elde etti. Floro yüzey aktif maddeler, genel yüzey aktif madde pazarında bir azınlıktır ve bunların çoğu çok daha ucuz hidrokarbon bazlı ürünler tarafından alınır. Boyalardaki uygulamalar , bileşik maliyetlerin yükü altındadır ; bu kullanım 2006'da sadece 100 milyon dolar değerindeydi.

zirai kimyasallar

Tarım kimyasallarının yaklaşık %30'u flor içerir, bunların çoğu birkaç bitki düzenleyici ile herbisit ve fungisittir . Genellikle tek bir atomun veya en fazla bir triflorometil grubunun flor ikamesi, florlu farmasötiklere benzer etkileri olan sağlam bir modifikasyondur: artan biyolojik kalış süresi, membran geçişi ve moleküler tanımanın değiştirilmesi. Trifluralin , ABD'de yabani ot öldürücü olarak geniş çapta kullanımıyla öne çıkan bir örnektir, ancak kanserojen olduğundan şüphelenilmektedir ve birçok Avrupa ülkesinde yasaklanmıştır. Sodyum monofloroasetat (1080), iki asetik asit hidrojeninin flor ve sodyum ile değiştirildiği bir memeli zehiridir; sitrik asit döngüsünde asetatın yerini alarak hücre metabolizmasını bozar . İlk olarak 19. yüzyılın sonlarında sentezlendi, 20. yüzyılın başlarında bir böcek ilacı olarak kabul edildi ve daha sonra şimdiki kullanımında konuşlandırıldı. 1080'nin en büyük tüketicisi olan Yeni Zelanda, kiviyi istilacı Avustralya ortak çalı sıçanından korumak için kullanıyor . Avrupa ve ABD 1080'i yasakladı.

tıbbi uygulamalar

Diş bakımı

İçinde kahverengi malzeme olan plastik tepsi tutan ve bir çocuğun açık ağzına küçük bir çubuk sokan adam
Panama'da topikal florür tedavisi

20. yüzyılın ortalarından itibaren yapılan nüfus araştırmaları, topikal florürün diş çürüklerini azalttığını gösteriyor . Bu ilk olarak diş minesi hidroksiapatitinin daha dayanıklı florapatite dönüştürülmesine bağlandı, ancak önceden florlanmış dişler üzerinde yapılan çalışmalar bu hipotezi çürüttü ve mevcut teoriler, küçük çürüklerde florür destekli emaye büyümesini içeriyor. İçme suyunda doğal olarak florür bulunan bölgelerde çocuklar üzerinde yapılan çalışmalardan sonra, 1940'larda diş çürümesine karşı savaşmak için kontrollü kamu su temini floridasyonu başladı ve şimdi Amerikalıların üçte ikisi de dahil olmak üzere dünya nüfusunun yüzde 6'sını sağlayan suya uygulanıyor. 2000 ve 2007'deki bilimsel literatürün incelemeleri, çocuklarda diş çürümesinde önemli bir azalma ile suyun florlanmasıyla ilişkilendirildi. Bu tür onaylara ve çoğunlukla iyi huylu diş florozu dışında hiçbir olumsuz etkinin olmadığına dair kanıtlara rağmen , etik ve güvenlik gerekçesiyle muhalefet hala mevcuttur. Florlamanın faydaları, muhtemelen diğer florür kaynakları nedeniyle azaldı, ancak düşük gelirli gruplarda hala ölçülebilir durumda. Sodyum monoflorofosfat ve bazen sodyum veya kalay(II) florür genellikle florürlü diş macunlarında bulunur , ilk olarak 1955'te ABD'de tanıtıldı ve şimdi gelişmiş ülkelerde florürlü gargaralar, jeller, köpükler ve verniklerin yanı sıra her yerde bulunur.

İlaç

"Prozac" ve "DISTA" görünen kapsüller
Fluoksetin kapsülleri

Modern farmasötiklerin yüzde yirmisi flor içerir. Bunlardan biri olan kolesterol düşürücü atorvastatin (Lipitor), 2011'de jenerik hale gelene kadar diğer tüm ilaçlardan daha fazla gelir elde etti. 2000'li yılların ortalarında ilk on gelirli ilaç olan kombinasyon astım reçeteli Seretide iki aktif bileşen içerir, bunlardan biri – flutikazon – florludur. Karbon-flor bağı çok kararlı olduğundan, birçok ilaç inaktivasyonu geciktirmek ve dozaj sürelerini uzatmak için florlanır. Florlama ayrıca lipofilisiteyi arttırır çünkü bağ, karbon-hidrojen bağından daha hidrofobiktir ve bu genellikle hücre zarı penetrasyonuna ve dolayısıyla biyoyararlanımına yardımcı olur .

Trisiklikler ve 1980 öncesi antidepresanlar , serotonin hedefi dışındaki nörotransmitterlerle seçici olmayan etkileşimleri nedeniyle çeşitli yan etkilere sahipti ; florlu fluoksetin seçiciydi ve bu sorunu ilk önleyenlerden biriydi. Seçici serotonin geri alım inhibitörleri : sitalopram , onun izomeri esitalopram ve fluvoksamin ve paroksetin dahil olmak üzere, mevcut birçok antidepresan aynı tedaviyi almaktadır . Kinolonlar , etkilerini arttırmak için sıklıkla florlanmış yapay geniş spektrumlu antibiyotiklerdir . Bunlara siprofloksasin ve levofloksasin dahildir . Flor ayrıca steroidlerde de kullanılır: fludrokortizon kan basıncını yükselten bir mineralokortikoiddir ve triamsinolon ve deksametazon güçlü glukokortikoidlerdir . Solunan anesteziklerin çoğu yoğun şekilde florludur; prototip halotan , çağdaşlarından çok daha atıl ve güçlüdür. Florlu eterler sevofluran ve desfluran gibi daha sonraki bileşikler halotandan daha iyidir ve kanda hemen hemen çözünmezler, bu da daha hızlı uyanma sürelerine izin verir.

PET tarama

Hedeflenen organları vurgulanmış bir insan figürünün dönen şeffaf görüntüsü
tam vücut18
Radyoaktif flor-18 ile etiketlenmiş glikoz ile F PET taraması. Normal beyin ve böbrekler görüntülenecek kadar glikoz alır. Üst karında kötü huylu bir tümör görülür. Mesanede idrarda radyoaktif flor görülür.

Flor-18 genellikle pozitron emisyon tomografisi için radyoaktif izleyicilerde bulunur , çünkü neredeyse iki saatlik yarı ömrü, üretim tesislerinden görüntüleme merkezlerine taşınmasına izin verecek kadar uzundur. En yaygın izleyici, intravenöz enjeksiyondan sonra beyin ve çoğu malign tümör gibi glikoz gerektiren dokular tarafından alınan florodeoksiglukozdur; bilgisayar destekli tomografi daha sonra ayrıntılı görüntüleme için kullanılabilir.

oksijen taşıyıcıları

Sıvı florokarbonlar, kandan daha fazla miktarda oksijen veya karbondioksit tutabilir ve yapay kanda ve sıvı solunumda olası kullanımları için dikkat çekmiştir. Florokarbonlar normalde su ile karışmadığından, kan olarak kullanılmak üzere emülsiyonlar (suda asılı duran küçük perflorokarbon damlacıkları) halinde karıştırılmaları gerekir. Böyle bir ürün olan Oxycyte , ilk klinik deneylerden geçmiştir. Bu maddeler dayanıklılık sporcularına yardımcı olabilir ve spor yapmaları yasaklanmıştır; 1998'de bir bisikletçinin ölüme yakın ölümü, bisikletçilerin istismarına ilişkin bir soruşturma başlattı. Saf perflorokarbon sıvı soluma uygulamaları (su emülsiyonu değil, saf perflorokarbon sıvısı kullanır), yanık kurbanlarına ve akciğerleri yetersiz olan prematüre bebeklere yardım etmeyi içerir. Kısmi ve tam akciğer dolumu düşünüldü, ancak yalnızca birincisi insanlarda önemli testler yaptı. Bir Alliance Pharmaceuticals çabası klinik deneylere ulaştı, ancak sonuçları normal tedavilerden daha iyi olmadığı için terk edildi.

biyolojik rol

Gifblaar , birkaç organoflor sentezleyen organizmadan biridir.

Flor, insanlar ve diğer memeliler için gerekli değildir , ancak diş minesinin güçlendirilmesi için küçük miktarların faydalı olduğu bilinmektedir (burada florapatit oluşumunun, mineyi, şekerlerin bakteriyel fermantasyonu tarafından üretilen asitlerden saldırılara karşı daha dirençli hale getirdiği). Küçük miktarlarda flor, kemik gücü için faydalı olabilir, ancak ikincisi kesin olarak belirlenmemiştir. Hem WHO hem de ABD Ulusal Akademileri Tıp Enstitüsü, yaşa ve cinsiyete göre değişen önerilen günlük alım miktarını (RDA) ve tolere edilen üst flor alımını yayınlamaktadır.

Doğal organoflorinler mikroorganizmalarda ve bitkilerde bulunurken hayvanlarda bulunmaz. En yaygın olanı, Afrika, Avustralya ve Brezilya'daki en az 40 bitki tarafından otoburlara karşı bir savunma olarak kullanılan floroasetattır . Diğer örnekler arasında terminal olarak florlanmış yağ asitleri , floroaseton ve 2-florositrat yer alır. Floru karbona bağlayan bir enzim – adenosil-florür sentaz – 2002 yılında bakterilerde keşfedildi.

toksisite

Uyarı zehiri olan çapraz bir afiş
Uyarı aşındırıcı olan çapraz bir afiş
Uyarı inhalant ile çapraz bir afiş
Uyarı oksidanlı çapraz bir afiş
Ticari olarak taşınan flor için ABD tehlike işaretleri

Elemental flor, canlı organizmalar için oldukça toksiktir. İnsanlardaki etkileri, hidrojen siyanürün 50 ppm değerinden daha düşük konsantrasyonlarda başlar ve klorunkine benzer: 25 ppm'nin üzerinde gözlerde ve solunum sisteminde önemli tahrişin yanı sıra karaciğer ve böbrek hasarı meydana gelir, bu da yaşam için hemen tehlikelidir. ve flor için sağlık değeri. 100 ppm'de gözler ve burun ciddi şekilde hasar görür ve 1.000 ppm florin solunması, hidrojen siyanür için 270 ppm'ye kıyasla dakikalar içinde ölüme neden olur.

flor
Tehlikeler
GHS etiketlemesi :
GHS03: OksitleyiciGHS05: AşındırıcıGHS06: ZehirliGHS08: Sağlık tehlikesi
Tehlike
H270 , H314 , H330
NFPA 704 (ateş elmas)
4
0
4

Hidroflorik asit

sol ve sağ eller, iki görünüm, yanmış işaret parmakları
Hidroflorik asit yanıkları bir gün boyunca belirgin olmayabilir, bundan sonra kalsiyum tedavileri daha az etkilidir.

Hidroflorik asit, hidrohalik asitlerin en zayıfıdır ve 25 °C'de pKa'sı 3,2'dir . Hidrojen bağı varlığından dolayı uçucu bir sıvıdır (diğer hidrohalik asitler gazdır). Cam, beton, metaller, organik maddelere saldırabilir.

Hidroflorik asit, zayıf olmasına rağmen sülfürik asit gibi birçok güçlü asitten daha büyük tehlikeleri olan bir temas zehiridir: sulu çözeltide nötr kalır ve bu nedenle soluma, yutma veya deri yoluyla dokulara daha hızlı nüfuz eder ve en az dokuz ABD işçisi öldü 1984'ten 1994'e kadar bu tür kazalarda. Kandaki kalsiyum ve magnezyum ile reaksiyona girerek hipokalsemiye ve kardiyak aritmi yoluyla olası ölüme yol açar . Çözünmeyen kalsiyum florür oluşumu şiddetli ağrıyı tetikler ve 160 cm2'den (2'de 25) büyük yanıklar ciddi sistemik toksisiteye neden olabilir.

Maruz kalma, %50 HF için sekiz saat boyunca belirgin olmayabilir, daha düşük konsantrasyonlar için 24 saate kadar çıkabilir ve hidrojen florür sinir fonksiyonunu etkilediği için bir yanık başlangıçta ağrısız olabilir. Cilt HF'ye maruz kalmışsa, 10-15 dakika su altında durulayarak ve kirlenmiş giysileri çıkararak hasar azaltılabilir. Kalsiyum glukonat genellikle daha sonra uygulanır ve kalsiyum iyonlarının florür ile bağlanmasını sağlar; cilt yanıkları %2,5 kalsiyum glukonat jel veya özel durulama solüsyonları ile tedavi edilebilir. Hidroflorik asit emilimi daha fazla tıbbi tedavi gerektirir; kalsiyum glukonat intravenöz olarak enjekte edilebilir veya uygulanabilir. Kalsiyum glukonat yerine yaygın bir laboratuvar reaktifi olan kalsiyum klorürün kullanılması kontrendikedir ve ciddi komplikasyonlara yol açabilir. Etkilenen parçaların eksizyonu veya amputasyonu gerekebilir.

florür iyonu

Çözünür florürler orta derecede toksiktir: 5-10 g sodyum florür veya vücut ağırlığının kilogramı başına 32-64 mg florür iyonu yetişkinler için öldürücü bir dozu temsil eder. Ölümcül dozun beşte biri olumsuz sağlık etkilerine neden olabilir ve kronik aşırı tüketim , Asya ve Afrika'da milyonları etkileyen iskelet florozuna yol açabilir . Yutulan florür midede hidroflorik asit oluşturur ve bağırsaklar tarafından kolayca emilir, burada hücre zarlarını geçer, kalsiyum ile bağlanır ve idrarla atılmadan önce çeşitli enzimlere müdahale eder . Maruz kalma sınırları, vücudun florür iyonlarını temizleme yeteneğinin idrar testiyle belirlenir.

Tarihsel olarak, çoğu florür zehirlenmesi vakası, inorganik florürler içeren insektisitlerin kazara yutulmasından kaynaklanmıştır. Olası florür zehirlenmesi için zehir kontrol merkezlerine yapılan mevcut çağrıların çoğu, florür içeren diş macunlarının yutulmasından kaynaklanmaktadır. Arızalı su florlama ekipmanı başka bir nedendir: Alaska'daki bir olay yaklaşık 300 kişiyi etkiledi ve bir kişiyi öldürdü. Diş macunundan kaynaklanan tehlikeler küçük çocuklar için ağırlaşır ve Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri altı yaşından küçük çocukların diş macunu yutmamaları için dişlerini fırçalamalarını tavsiye eder. Bölgesel bir çalışma, bir yıl içinde insektisit yutmaktan kaynaklanan bir ölüm de dahil olmak üzere toplam 87 vakayı kapsayan gençlik öncesi florür zehirlenmesi raporlarını inceledi. Çoğunun hiçbir semptomu yoktu, ancak yaklaşık %30'unda mide ağrısı vardı. ABD genelinde daha geniş bir çalışma benzer bulgulara sahipti: Vakaların %80'i altı yaşından küçük çocukları içeriyordu ve çok az ciddi vaka vardı.

Çevresel kaygılar

Atmosfer

6 adımda Kuzey Amerika'nın üzerindeki yıllara göre ozon dağılımının renkli temsilini gösteren animasyon.  Çok fazla ozonla başlıyor ama 2060'a kadar hepsi gitmiş olacak.
Montreal Protokolü olmadan Kuzey Amerika üzerinde stratosferik ozonun NASA projeksiyonu

1987'de imzalanan Montreal Protokolü , ozona zarar verme potansiyelleri (ODP) nedeniyle kloroflorokarbonlar (CFC'ler) ve bromoflorokarbonlar hakkında katı düzenlemeler getirmiştir. Onları orijinal uygulamalarına uygun hale getiren yüksek stabilite, serbest kalan klor ve brom atomlarının ozon moleküllerine saldırdığı daha yüksek irtifalara ulaşana kadar bozunmayacakları anlamına da geliyordu. Yasak ve etkinliğinin erken belirtilerine rağmen, tahminler tam iyileşmeden önce birkaç neslin geçeceği konusunda uyardı. CFC'lerin onda biri ile, hidrokloroflorokarbonlar (HCFC'ler) mevcut ikamelerdir ve kendilerinin 2030-2040'a kadar klorsuz ve sıfır ODP'li hidroflorokarbonlar (HFC'ler) ile ikame edilmesi planlanmıştır. 2007 yılında gelişmiş ülkeler için bu tarih 2020'ye çekilmiş; Çevre Koruma Ajansı 2003 yılında bir HCFC'nin üretimini yasaklamış ve diğer ikisinin üretimini sınırlamıştı. Florokarbon gazları genellikle küresel ısınma potansiyeli (GWP'ler) yaklaşık 100 ila 10.000 arasında olan sera gazlarıdır ; kükürt heksaflorür 20.000 civarında bir değere sahiptir. Aykırı değer, Hydrofluoroolefin (HFO) adı verilen yeni bir soğutucu akışkan türü olan ve mevcut soğutucu standardı HFC-134a için 1.430'a kıyasla 1'den düşük GWP'si nedeniyle küresel talebi çeken HFO - 1234yf'dir .

biyolojik kalıcılık

2000 yılına kadar önemli bir Scotchgard bileşeni olan perflorooktansülfonik asit

Organoflorinler, karbon-flor bağının gücünden dolayı biyolojik olarak kalıcılık sergiler. Asidik fonksiyonel grupları nedeniyle suda az çözünür olan perfloroalkil asitler (PFAA'lar), kalıcı organik kirleticiler olarak belirtilir ; perflorooktansülfonik asit (PFOS) ve perflorooktanoik asit (PFOA) en sık araştırılır. PFOS ve PFOA'nın anne sütünde ve yeni doğan bebeklerin kanında bulunduğu bilinen, kutup ayılarından insanlara kadar dünya çapında eser miktarlarda PFAA'lar bulunmuştur. 2013 yılında yapılan bir inceleme, yeraltı suyu ve toprak PFAA seviyeleri ile insan faaliyetleri arasında hafif bir ilişki olduğunu gösterdi; tek bir kimyasalın baskın olduğuna dair net bir model yoktu ve daha yüksek miktarlarda PFOS, daha yüksek miktarlarda PFOA ile ilişkilendirildi. Vücutta, PFAA'lar serum albümini gibi proteinlere bağlanır ; böbrekler yoluyla atılmadan önce insanlarda karaciğerde ve kanda yoğunlaşma eğilimindedirler. Vücutta kalma süresi türlere göre büyük farklılıklar gösterir, yarı ömürleri kemirgenlerde gün, insanlarda ise yıllardır. Yüksek dozlarda PFOS ve PFOA yeni doğan kemirgenlerde kansere ve ölüme neden olur, ancak insan çalışmaları mevcut maruziyet seviyelerinde bir etki oluşturmamıştır.

Ayrıca bakınız

notlar

Kaynaklar

alıntılar

Dizine alınmış referanslar

Dış bağlantılar

  • Wikimedia Commons'ta Flor ile ilgili medya