Nguyên tố Flo (F), Cấu hình Electron, Tính chất hoá học, Vật lý

Bạn đang xem: Nguyên tố Flo (F), Cấu hình Electron, Tính chất hoá học, Vật lý tại thtrangdai.edu.vn

Flo là một trong những nguyên tố hóa học tích cực nhất. Vì vậy nó mang đến cả mặt tích cực và tiêu cực cho con người, vậy flo nguyên tố là gì? Nêu tính chất vật lý, tính chất hóa học cũng như ứng dụng và sản xuất của nguyên tố Flo trong phòng thí nghiệm và trong đời sống?

Khí flo là gì?

Flo (tên tiếng Anh: flour) là một khí halogen và có ký hiệu hóa học là F. Flo luôn có số oxi hóa -1 trong mọi hợp chất. Nó là halogen nhẹ nhất và tồn tại dưới dạng khí màu vàng nhạt, rất độc ở điều kiện tiêu chuẩn.

  • Ký hiệu: F
  • Khối lượng nguyên tử: 18.998403 đơn vị
  • Điểm nóng chảy: -219,6 °C
  • Độ âm điện: 3,98
  • Bán kính Van der Waals: 147
  • Cấu hình điện tử: [He] 2s22p5
  • Số nguyên tử: 9

Lịch sử của nguyên tố flo

Lịch sử coi năm 1771 là năm phát hiện ra flo. Khi nhà hóa học Thụy Điển Sile chưng cất hỗn hợp khoáng chất fluorit (CaF2) với axit H2SO4, ông đã thu được một chất mới.

Lavoadium cũng đặt tên cho chất mới này là axit flohydric vì ông cho rằng hợp chất này có chứa oxy và là một nguyên tố chưa được biết đến.

Tất nhiên, Lavoadier đã sai. Sau khi đốt cháy lưu huỳnh và phốt pho (1772) và hòa tan chúng trong nước, ông thu được axit. Từ đó ông kết luận rằng ở đâu có axit, ở đó có oxy. Theo ông, các gốc oxy sẽ tạo ra axit.

Năm 1810, nhà hóa học Ankh Devi (H.Davy) đã phát hiện ra clo bằng cách điện phân axit HCl và chứng minh axit này là hợp chất của clo và hiđro.

Tương tự, ông cho rằng axit flohiđric sẽ là sự kết hợp của một nguyên tố mới chưa biết với hydro.

Đến năm 1816, tên flo được đổi thành flo, theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là sự hủy diệt chết người.

Thật vậy, lịch sử phát hiện ra flo tự do là một lịch sử đầy nguy hiểm và hy sinh của nhiều nhà khoa học.

Devi điện phân không thành công axit flohiđric và bị ngộ độc, mặc dù ông cũng xác định khối lượng nguyên tử của flo là 19,06.

Năm 1834, học trò của Devi, nhà vật lý M. Faraday, đã cố gắng tìm cách giải quyết vấn đề về flo tự do bằng cách điện phân một số florua ở trạng thái nóng chảy, nhưng cũng không thành công.

Sau đó hai anh em người Ireland là Knox (Knox) ​​tiến hành thí nghiệm trong 5 năm, kết quả là một người chết và một người khác bị thương. Số phận bi thảm của anh em nhà Knoch được chia sẻ bởi một số nhà khoa học khác.

Cuối cùng, vào năm 1854 – 1856, một giáo sư người Pháp tại Đại học Bách khoa Paris Fremy (E. Fremy) cũng đã sáng tạo ra phương pháp điện phân canxi florua nóng chảy (CaF2). Canxi kim loại xuất hiện ở cực âm và một số khí thoát ra ở cực dương.

Do đó, Frémy cũng xứng đáng được ghi nhận là người đồng phát minh ra Silé, mặc dù ông vẫn chưa thu được khí flo để nghiên cứu các tính chất.

Cần lưu ý rằng không dễ thu được flo ở dạng khí. Nó có tính phản ứng cao và có độc tính cao. Độc hơn axit HF.

Năm 1869, nhà hóa học người Anh G. Gore cũng nhận được một lượng rất nhỏ flo, nhưng nó đã phát nổ khi phản ứng với hydro.

Người cuối cùng thu được flo ở trạng thái tự do là nhà hóa học người Pháp Moassan (A. Moissan). Trước một ủy ban đặc biệt của Viện Hàn lâm Khoa học Paris gồm các nhà hóa học nổi tiếng, Mosan đã trình bày thí nghiệm. Ngày thứ nhất thất bại, ngày thứ hai thành công. Đó là năm 1886 – nửa sau của thế kỷ 19.

Nguyên tố flo trong bảng tuần hoàn

Để cụ thể hơn, mình xin tổng hợp những thông tin cơ bản về nguyên tố Fluor trong bảng tuần hoàn (Nguồn: Wikipedia).

Số nguyên tử (Z) 9 Khối lượng nguyên tử chuẩn (Ar) 18 998 403 163 (6)[1] phân loại halogen Nhóm, phân lớp 17, với Lái xe đạp chu kỳ 2 Cấu hình điện tử [He] 2s2 2p5

Mỗi lớp

2, 7

Tính chất vật lý của flo

Để hiểu thêm về tính chất vật lý của nguyên tố flo, các em có thể tham khảo bảng tổng hợp sau:

Màu sắc vàng nhạt trạng thái của vật chất khí Nhiệt độ nóng chảy 53,48 K (-219,67°C, -363,41°F)[3] Nhiệt độ nóng chảy 85,03 K (-188,11 ° C, -306,60 ° F)[3] Tỉ trọng 1.696g / lô[4] (ở 0 ° C, 101.325 kPa) Mật độ ở trạng thái lỏng ở điểm sôi: 1,505 g cm-3[5] Phần ba 53,48 K, 90 kPa[3] Thời gian quan trọng 144,41 K, 5,1724 MPa[3] nhiệt bay hơi 6,51 kJ mol−1[4] Nhiệt dung Cp: ​​31 J mol-1 K-1[5] (ở 21,1 °C) Cv: 23 J mol-1 K-1[5] (ở 21,1 ° C)

Ở nhiệt độ phòng, flo là một chất khí màu lục nhạt rất độc. Điểm nóng chảy -219,62 °C. Điểm sôi -118,12°C.

Trong tự nhiên flo chỉ tồn tại dưới dạng hợp chất do có tính oxi hóa mạnh. Hợp chất flo thường có trong men răng của người và động vật, trong lá một số loài thực vật, tập trung chủ yếu ở hai khoáng vật: fluorit (CaF2CaF2), criolit (Na3AlF6 hoặc AlF3.3NaF).

Nguyên tố Flo (F)

Tính chất hóa học của flo

Flo có độ âm điện lớn nhất (3,98) → do đó là phi kim mạnh nhất.

Flo phản ứng với phi kim

Flo phản ứng với hầu hết các phi kim loại, trừ O2 N2 và các nguyên tố khí trơ.

Phản ứng với hydro

Phản ứng sẽ diễn ra ngay cả trong bóng tối, ở nhiệt độ rất thấp với sự hình thành hydro florua ở trạng thái khí (phản ứng sẽ nổ): F2 + H2 → 2HF

  • 3F2 + S → SF6
  • 2F2 + C → CF4
  • 2F2 + Si → SiF
  • F2 + Cl2 → 250°C 2ClF
  • Dư lượng 3F2 + Cl2 →280°C 2ClF3
  • 5F2 + 2I2 → 2I2F5

Phản ứng với kim loại

  • Flo oxi hóa hầu hết các kim loại, kể cả Au và Pt.
  • Flo phản ứng mạnh với kim loại kiềm và nguyên tố kiềm thổ.
  • Phản ứng với kim loại mạnh vừa và yếu như Al, Zn, Cr, Ni, Ag… phản ứng mạnh nhất khi đun nóng.

Khi tương tác với các kim loại yếu như Cu, Au, Pt … sẽ xảy ra phản ứng đun nóng mạnh.

  • 3F2 + 2Au → AuF3 (florua vàng)
  • F2 + Cu → CuF2 (đồng(II) florua)
  • 2Fe + 3F2⟶ 2FeF3 (sắt (III) florua)

tác dụng với nước

Khí flo oxy hóa nước ngay cả ở nhiệt độ phòng, hơi nước nóng bốc cháy khi tiếp xúc với khí flo.

2F2 + 2H2O⟶4HF + O2

phản ứng trao đổi

Giống như kim loại mạnh đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối, flo cũng có thể đẩy các halogen khác ra khỏi hợp chất ion hoặc cộng hóa trị.

F2 + 2KCl rắn → môi trường lạnh 2KF + Cl2

F2 + KBrdd → 2KF + Br2

Với lượng dư F2, phản ứng xảy ra:

Br2 + 5F2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HF

và một số flo phản ứng với H2O

2F2 + 2H2O⟶4HF + O2

Phản ứng này giải thích tại sao F2 không chuyển được Cl2, Br2, I2 ra khỏi dung dịch muối hoặc axit, trong khi flo là chất có tính oxi hóa mạnh hơn.

Phản ứng với dung dịch kiềm

Không giống như các halogen khác, flo không tạo thành muối chứa oxy. Khi tương tác với kiềm loãng lạnh (ví dụ NaOH 2%), oxydiflorua và muối florua được hình thành.

2F2 + 2NaOH2% → 2NaF + OF2 + H2O lạnh

OF2 là chất oxi hóa mạnh, độc.

OF2 + H2O → 2HF + O2

phản ứng của chính mình

F2 hoặc HF có thể được sử dụng để khắc thủy tinh vì chúng có thể ăn mòn thủy tinh.

2F2 + SiO2 → SiF4 + O2

Việc sử dụng flo trong công nghiệp

  • Thu được dẫn xuất của flo để sản xuất chất dẻo.
  • Dùng trong công nghiệp hạt nhân để làm giàu 235U.
  • Dung dịch NaF loãng được sử dụng làm chất chống ung thư.
  • Được sử dụng làm chất oxy hóa cho chất đẩy lỏng được sử dụng trong các hệ thống tên lửa.
  • Dùng trong công nghiệp để sản xuất năng lượng hạt nhân.

Một số dẫn xuất hydrocacbon flo hóa chính khác là clorofluorocacbon, thường được gọi bằng chữ viết tắt CFC, là một nhóm các hợp chất hữu cơ halogen hóa chỉ chứa cacbon, clo và flo. Nhiều CFC cũng được sử dụng rộng rãi làm chất làm lạnh, chất đẩy (bình xịt) và dung môi. Tuy nhiên, chất này cũng có khả năng phá hủy tầng ozon.

Cơ chế của sự suy giảm tầng ôzôn như sau:

CCl3F → CCl2F + Cl

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O3 → Cl + 2O2

Theo cơ chế này, cứ 1 nguyên tử Cl tự do có thể phá hủy hàng trăm nghìn phân tử O3 trước khi hình thành hợp chất mới.

Bởi vì các hạt tự do góp phần làm suy giảm tầng ôzôn ở thượng tầng khí quyển nên chúng bị cấm theo Nghị định thư Montreal.

Làm thế nào để tạo ra florua ngày hôm nay

Vì flo là nguyên tố hóa học có tính oxi hóa mạnh nhất nên không có chất nào khác có khả năng oxi hóa nó. Do đó, cách duy nhất để thu được flo ở thể khí là điện phân KF và HF nóng chảy.

– Bể điện phân cũng chứa hỗn hợp KF và HF sẽ có cực âm bằng thép hoặc đồng đặc biệt và cực dương bằng than chì. Trong quá trình phản ứng, khí hiđro thoát ra ở cực âm và khí flo thoát ra ở cực dương.

Kết thúc

Với những thông tin hữu ích mà Trường Tiểu học Trảng Dài cung cấp trên đây, hy vọng sẽ giúp bạn có được những kiến ​​thức cơ bản về khí flo, cũng như tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng hay cách thu được khí. Flo trong cuộc sống. Ngoài ra, để hiểu rõ hơn về 118 nguyên tố hóa học, hãy truy cập chuyên mục Kiến thức chung của chúng tôi để biết thông tin cập nhật về các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Nhớ để nguồn bài viết này: Nguyên tố Flo (F), Cấu hình Electron, Tính chất hoá học, Vật lý của website thtrangdai.edu.vn

Chuyên mục: Kiến thức chung

Xem thêm bài viết hay:  TOP 15 quán ăn vặt ở Huế giới trẻ cực thích, không nên bỏ lỡ

Viết một bình luận