From Wikipedia, the free encyclopedia
ფთორი[1][2] (ლათ. Fluorum; ქიმიური სიმბოლო — ) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეორე პერიოდის, მეჩვიდმეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეშვიდე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIა) ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 9, ატომური მასა — 18.998.
ფთორი |
9F |
18.998 |
2s2 2p5 |
![]() | |||||||||||||||||
ზოგადი თვისებები | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
სტანდ. ატომური წონა Ar°(F) |
18.998403162±0.000000005 18.998±0.001 (დარგვალებული) | ||||||||||||||||
ფთორი პერიოდულ სისტემაში | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
ატომური ნომერი (Z) | 9 | ||||||||||||||||
ჯგუფი | 17 ჯგუფი (ჰალოგენები) | ||||||||||||||||
პერიოდი | 2 პერიოდი | ||||||||||||||||
ბლოკი |
![]() | ||||||||||||||||
ელექტრონული კონფიგურაცია | [He] 2s2 2p5 | ||||||||||||||||
ელექტრონი გარსზე | 2, 7 | ||||||||||||||||
ელემენტის ატომის სქემა![]() | |||||||||||||||||
ფიზიკური თვისებები | |||||||||||||||||
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში | აირი | ||||||||||||||||
დნობის ტემპერატურა |
(F2) −219.67 °C (53.48 K, −363.41 °F) | ||||||||||||||||
დუღილის ტემპერატურა |
(F2) −188.11 °C (85.03 K, −306.60 °F) | ||||||||||||||||
სიმკვრივე (ნსპ) | 1.696 გ/ლ | ||||||||||||||||
სიმკვრივე (დ.წ.) | 1.505 გ/სმ3 | ||||||||||||||||
სამმაგი წერტილი | 53.48 K, 90 კპა | ||||||||||||||||
კრიტიკული წერტილი | 144.41 K, 5.1724 მპა | ||||||||||||||||
დნობის კუთ. სითბო | 6.51 კჯ/მოლი | ||||||||||||||||
მოლური თბოტევადობა |
Cp: 31 ჯ/(მოლი·K) Cv: 23 ჯ/(მოლი·K) | ||||||||||||||||
ნაჯერი ორთქლის წნევა
| |||||||||||||||||
ატომის თვისებები | |||||||||||||||||
ჟანგვის ხარისხი | −1, 0 | ||||||||||||||||
ელექტროდული პოტენციალი |
| ||||||||||||||||
ელექტროუარყოფითობა | პოლინგის სკალა: 3.98 | ||||||||||||||||
იონიზაციის ენერგია |
| ||||||||||||||||
კოვალენტური რადიუსი (rcov) | 64 პმ | ||||||||||||||||
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი | 135 პმ | ||||||||||||||||
![]() ფთორის სპექტრალური ზოლები | |||||||||||||||||
სხვა თვისებები | |||||||||||||||||
მესრის სტრუქტურა |
კუბური ![]() | ||||||||||||||||
თერმული გაფართოება | 91 0.025 µმ/(მ·K) | ||||||||||||||||
მაგნეტიზმი | დიამაგნეტიკი | ||||||||||||||||
მაგნიტური ამთვისებლობა | ×10−4 −1.2 სმ3/მოლ | ||||||||||||||||
CAS ნომერი | 7782-41-4 | ||||||||||||||||
ისტორია | |||||||||||||||||
აღმომჩენია | ანდრე მარი ამპერი (1810) | ||||||||||||||||
პირველი მიმღებია | ანრი მუასანი (1886) | ||||||||||||||||
ფთორის მთავარი იზოტოპები | |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
• |
ფთორი ქიმიურად ძალიან ძლიერი აქტიური არალითონია და ყველაზე ძლიერი მჟანგავი. წარმოადგენს ყველაზე მჩატე ელემენტს ჰალოგენებს შორის. ფთორი ნორმალური პირობების დროს ორატომიანი აირია (ფორმულა F2) მკრთალი-მოყვითალო ფერისაა, მკვეთრი სუნით, მოგვაგონებს ოზონს ან ქლორს. ძლიერი საწამლავია.
ფთორის პირველი ნაერთი — ფლუორიტი (მდნობი შპატი) CaF2 — აღწერილია XV ს. ბოლოს „ფლუორის“ სახელწოდებით. 1771 წ. კარლ ვილჰელმ შეელემ მიიღო ფთორწყალბადმჟავა.
როგორც ფთორწყალბადმჟავის ერთ-ერთი ატომი, ელემენტი ფთორი იწინასწარმეტყველეს 1810 წ., გამოიყო 76 წლის შემდეგ, ანრი მუასანის მიერ, 1886 წელს თხევადი უწყლო წყალბადის ფთორიდის ელექტროლიზის მეთოდით, რომელიც შეიცავდა მჟავე კალიუმის ფთორიდის მინარევს KHF2.
პრაქტიკულად ყველა მკვლევარი, რომლებიც ცდილობდნენ ფთორის აღმოჩენას, ეს სიცოცხლის ან ჯანმრთელობის ფასად უჯდებოდათ.
სახელწოდება «ფთორი» (ძვ. ბერძნ. φθόρος — დარღვევა, დაშლა), შემოთავაზებულ იქნა ანდრე მარი ამპერის მიერ 1810 წ., იხმარება ქართულში და სხვა რამდენიმე ენაში; ბევრ ქვეყანაში მიღებულია სახელწოდება, რომელიც წარმოებულია ლათინური «fluorum»-დან (რომელიც მოდის, თავის მხრივ, fluere — «დენა» (ჟონვა) ფთორის ნაერთის, ფლუორიტის თვისების გამო (CaF2). ის დაბლა სწევს მადნის დნობის ტემპერატურა და ზრდის შენადნობის დენადობას).
ფთორის არსებობა ბუნებაში ატომურ პროცენტებში ნაჩვენებია ცხრილში:
ბუნებაში ფთორი მნიშვნელოვნად თავმოყრილია ძირითადად მინერალში ფლუორიტში (CaF2), მასის მიხედვით 51,2 % Ca და 48,8 % F.
ფთორით შედარებით მდიდარია ოსპი და ხახვი.
ფთორის შემცველობა ნიადაგში განპირობებულია ვულკანური აირებით, რადგანაც მათ შემადგენლობაში შედის დიდი რაოდენობით ფთორწყალბადი.
ფთორი წარმოადგენს მონოიზოტოპურ ელემენტს, რადგანაც ბუნებაში არსებობს მხოლოდ ერთი სტაბილური ფთორის იზოტოპი 19F. ცნობილია ასევე ფთორის 17 რადიოაქტიური იზოტოპი მასური რიცხვით 14-დან 31-მდე და ერთი ბირთვული იზომერი — 18Fm. ფთორის რადიოაქტიული იზოტოპებიდან ყველაზე სიცოცხლისუნარიანია 18F ნახევარდაშლის პერიოდით 109,771 წუთი, პოზიტრონების მნიშვნელოვანი წყაროა, რომელიც გამოიყენება პოზიტრონ-ემისიურ ტომოგრაფიაში.
იზოტოპი | შედარებითი მასა, მ.ა.ე. | ნახევარდაშლის პერიოდი | დაშლის ტიპი | ბირთვული საზ. | ბირთვული მაგნიტური მომენტი |
---|---|---|---|---|---|
17F | 17,0020952 | 64,5 წმ | β+-დაშლა 17O-ში | 5/2 | 4.722 |
18F | 18,000938 | 1,83 საათი | β+-დაშლა 18O-ში | 1 | |
19F | 18,99840322 | სტაბილურია | — | 1/2 | 2.629 |
20F | 19,9999813 | 11 წმ | β−-დაშლა 20Ne-ში | 2 | 2.094 |
21F | 20,999949 | 4,2 წმ | β−-დაშლა 21Ne-ში | 5/2 | |
22F | 22,00300 | 4,23 წმ | β−-დაშლა 22Ne-ში | 4 | |
23F | 23,00357 | 2,2 წმ | β−-დაშლა 23Ne-ში | 5/2 |
იზოტოპის 19F ბირთვს აქვს ნახევრადსრული ელექტრონის ზურგის მაგნიტური მომენტების ურთიერთქმედება, ამიტომაც შესაძლებელია ამ ბირთვების გამოყენება ბირთვულ მაგნიტურ რეზონანსში (ბ.მ.რ.)-მოლეკულების საკვლევად. ბ.მ.რ.-ის სპექტრი -19F წარმოადგენს საკმაოდ თვისობრივს ფთორორგანული ნაერთებისათვის.
ფთორის ატომის ელექტრონული კონფიგურაცია შემდეგია: 1s22s22p5. ფთორის ატომებს ნაერთებში შეუძლიათ გამოავლინონ დაჟანგვის ხარისხი (ვალენტობა) −1. ჟანგვის დადებითი ხარისხი ნაერთებში არ რეალიზირდება, რადგანაც ფთორი წარმოადგენს ყველაზე ელექტროუარყოფით ელემენტს.
ფთორის კვანტოქიმიური ტერმ. — ²P3/2
მოლეკულური ორბიტალების თეორიის თვალსაზრისით, ორატომიანი ფთორის მოლეკულის აღნაგობა შეიძლება დახასიათებულ იქნას შემდეგი დიაგრამით. მოლეკულაში არის 4 შემაკავშირებელი ორბიტალი და 3 გამაფხვიერებელი. როგორც ჩანს, მოლეკულაში კავშირი რიგი 1 -ის ტოლია.
ატმოსფერული წნევის პირობებში ფთორი ქმნის ორ კრისტალურ მოდიფიკაციას:
ფთორის მიღების სამრეწველო ხერხი შეიცავს ფლიუორიტული მადნის მოპოვებას და გამდიდრებას, მისი კონცენტრატის გოგირდმჟავიანი დაშლა, გაუწყლოებული HF-ის წარმოქმნით და მისი ელექტროლიტური დაშლით.
ფთორის ლაბორატირიულად მისაღებად გამოიყენებენ ზოგიერთი ნაერთის დაშლას, მაგრამ ისინი არ გვხვდება ბუნებაში საკმაო რაოდენობით და იღებენ თავისუფალი ფთორის მეშვეობით.
ასევე ფთორის ლაბორატორიული მიღებისათვის შეიძლება გამოვიყენოთ კობალტის ფთორიდის (III) გახურებით 300 °С-მდე, ვერცხლის ფთორიდის დაშლით (ძალიან ძვირია) და სხვა ხერხები.
ფთორის სამრეწველო წარმოება ხორციელება KF·3HF მჟავე კალიუმის ფთორიდის შენადნობის ელექტროლიზით (ხშირად ლითიუმის ფთორიდის დამატებით), რომელიც წარმოიქმნება შენადნობის - KF გაჯერებით ფთორწყალბადით შემცველობის 40—41 % HF. ელექტრილიზის პროცესი მიმდინარეობს დაახლოებით 100 °C ტემპერატურის დროს, ფოლადის ელექტროლიზერებში ფოლადის კათოდით და ნახშირის ანოდით.
მკრთალი-ყვითელი აირი, მცირე კონცენტრაციისას სუნი გვახსენებს ერთდროულად ოზონს და ქლორს, ძალიან აგრესიულია და მომწამლავია.
ფთორს აქვს ანომალიურად დაბალი დუღილის (დნობის) ტემპერატურა. ეს დაკავშირებულია იმასთან რომ, ფთორს არ გააჩნია d-ქვედონე და არ შეუძლია შექმნას ერთნახევრიანი კავშირები, რითაც განსხვავდება ყველა ჰალოგენისაგან (კავშირების ჯერადობა სხვა ჰალოგენებში მიახლოებით არის 1.1) [7]
ფთორი ყველაზე აქტიური არალითონია, აქტიურად ურთიერთქმედებს თითქმის ყველა ნივთიერებასთან გარდა, რა თქმა უნდა ფთორიდებთან და იშვიათ გამონაკლისად — ფთოროპლასტებთან, და ბევრ მათგანთან — წვით და ფეთქებით. ფთორის კონტაქტი წყალბადთან იწვევს აალებას და აფეთქებას დაბალ ტემპერატურების დროსაც კი (−252 თარგი:გრადუს ცელსიუსი). ფთორის ატმოსფეროში იწვის წყალი და პლატინაც კი:
რეაქციებში, სადაც ფთორი ფორმალურად წარმოადგენს აღმდგენს, მიეკუთვნება უმაღლესი ფთორიდების დაშლის რეაქციები, მაგალითად:
ფთორს ასევე შეუძლია დაჟანგოს ჟანგბადი, და წარმოქმნის ჟანგბადის ფთორიდს OF2.
ყველა ნაერთებში ფთორი ავლენს -1 დაჟანგვის ხარისხს (ვალენტობა). იმისათვის რომ ფთორი ავლენდეს დადებით დაჟანგვის ხარისხს საჭიროა ექსიმერული მოლეკულების შექმნა ან სხვა ექსტრემალური პირობები. ამას საჭიროებს ფთორის ატომების ხელოვნურ იონიზაციას.[8]
ფთორს ინახავენ გაზისებურ მდგომარეობაში (წნევის ქვეშ) და შეკუმშული სახით (თხევადი აზოტით გაციებულს) ნიკელის აპარატებში და მის საფუძველზე არსებული შენადნობებში (მონელ-ლითონი), სპილენძისაგან, ალუმინისა და მისი შენადნობებისაგან, თითბერისაგან, უჟანგავი ფოლადისაგან (ეს შესაძლებელია იმიტომ, რომ ეს ლითონები და შენადნობები იფარებიან ფთორისათვის გადაულახავი ფთორიდების ფენით (აპკით) დამზადებულ ჭურჭელში[9]).
გაზისებური ფთორი გამოიყენება შემდეგი ნივთიერებების მისაღებად:
ფთორის ნაერთები გამოიყენება სარაკეტო ტექნიკაში, როგორც სარაკეტო საწვავის მჟანგავი.
ფთორის ნაერთები ფართოდ გამოიყენებიან მედიცინაში, როგორც სისხლის დანამატები.
ფთორი წარმოადგენს ორგანიზმის სიცოცხლისუნარიანობისათვის აუცილებელ ელემენტს. ადამიანის ორგანიზმში ფთორი, ძირითადად, შედის კბილის მინანქრის ფთორაპატიტის შემადგენლობაში — Ca5F(PO4)3. არასაკმარისი რაოდენობისას (0,5 მგ/ლ ნაკლები სასმელ წყალში) ან ჭარბი (1 მგ/ლ მეტი) ფთორის მოხმარებისაგან ორგანიზმში შეიძლება განვითარდეს კბილის დაავადებები: კარიესი და ფლუოროზი (მინანქრის დაწინწკლულობა) და ოსტეოსარკომა, შესაბამისად[10].
ფთორის მცირე შემცველობა შლის მინანქარს ფთორის გამორეცხვის ხარჯზე ფთორაპატიტიდან ჰიდროქსოაპატიტის წარმოქმნით, და პირუკუ.
კარიესის პროფილაქტიკისათვის რეკომენდირებულია ფთორიანი კბილის პასტები ან ფთორირებული წყლის გამოყენება (1 მგ/ლ-მდე კონცენტრაციით), ან ადგილობრივად 1-2 % ნატრიუმის ფთორიდის ან კალას ფთორიდის ხსნარებთან ერთად გამოყენება. ასეთ ქმედებებს შეუძლიათ კარიესის წარმოქმნის შესაძლებლობის შემცირება 30-50 %-ით.
ფთორის ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია[11] სამრეწველო ფართების ჰაერში ტოლია 0,0005 მგ/ლ.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.