Фтор

Атом, молекула, ядерні властивості

Будова атома фтору.

У центрі атома знаходиться позитивне заряджене ядро. Навколо обертаються 9 негативно заряджених електронів.

Електронна формула: 1s2; 2s2; 2p5

m прот. = 1,00783 (а.е.м.)

m Нейтральні .= 1,00866 (а.е.м.)

m протона = m електрона

Ізотопи фтору.

Ізотоп: 18F

Коротка характеристика: Поширеність у природі: 0%

Число протонів в ядрі - 9. Число нейтронів в ядрі - 9. Число нуклонів - 18.Е зв'язку = 931,5 (9 * m пр. 9 * m Нейтральні М (F18)) = 138,24 (МеВ) Е питома. = Е зв'язку/N нуклонів = 7,81 (МеВ/нукл.)

Альфа-розпад невозможенБета мінус-розпад невозможенПозітронний розпад: F (Z = 9, M = 18) -> O (Z = 8, M = 18) + e (Z = 1, M = 0) +0,28 (МеВ) Електронний захоплення: F (Z = 9, M = 18) + e (Z =- 1, M = 0) -> O (Z = 8, M = 18) +1,21 (МеВ)

Ізотоп: 19F

Коротка характеристика: Поширеність у природі: 100%

Молекула фтору.

Вільний фтор складається з двоатомних молекул. З хімічної сторони фтор може бути охарактеризовано як одновалентних неметалів, і до того ж найактивніший з усіх неметалів. Обумовлено це рядом причин, у тому числі легкістю розпаду молекули F2 на окремі атоми - необхідна для цього енергія становить лише 159 кДж/моль (проти 493 кДж/моль для О2 і 242 кДж/моль для С12). Атоми фтору володіють значним спорідненістю до електрона і порівняно малими розмірами. Тому їх валентні зв'язку з атомами інших елементів виявляються міцніше аналогічних зв'язків інших Металоїди (наприклад, енергія зв'язку Н-F становить -- 564 кДж/моль проти 460 кДж/моль для зв'язку Н-О та 431 кДж/моль для зв'язку Н-С1).

Зв'язок F-F характеризується ядерним відстанню 1,42 А. Для термічної дисоціації фтору розрахунковим шляхом були отримані наступні дані:

Температура, ° С 300 500 700 900 1100 1300 1500 1700

Ступінь дисоціації,% 5.10 -3 0,3 4,2 22 60 88 97 99

Атом фтору має в основному стані структуру зовнішнього електронного шару 2s22p5 і одновалентен. Пов'язане з перекладом одного 2р-елсктрона на рівень 3s збудження тривалентного стану вимагає витрати 1225 кДж/моль і практично не реалізується. Спорідненість нейтрального атома фтору до електрона оцінюється в 339 кДж/моль. Іон F-характеризується ефективним радіусом 1,33 А і енергією гідратації 485 кДж/моль. Для ковалентного радіусу фтору зазвичай приймається значення 71 пм (тобто половина меж'ядерного відстані в молекулі F2).

Хімічні властивості фтору.

Так як фтористі похідні м е т а л л о і д н и х елементів зазвичай легколетучих освіта їх не оберігає поверхню Металоїди від подальшої дії фтору. Тому взаємодія часто протікає значно енергійніше, ніж з багатьма металами. Наприклад, кремній, фосфор і сірка запалали в газоподібному фтор. Аналогічно веде себе аморфний вуглець (деревне вугілля), тоді як графіт реагує лише при температурі червоного розжарювання. З азотом і киснем фтор безпосередньо не з'єднується.

Від водневих з'єднань інших елементів фтор забирає водень. Більшість оксидів розкладається їм з витісненням кисню. Зокрема, вода взаємодіє з схемеF2 + Н2О -> 2 НF + O

причому Витісняються атоми кисню з'єднуються не тільки один з одним, але частково також з молекулами води та фтору. Тому, крім газоподібного кисню, при цієї реакції завжди утворюються пероксид водню і оксид фтору (F2О). Остання являє собою блідо-жовтий газ, схожий на запах на озон.

Окис фтору (інакше - фтористий кисень - ОF2) може бути отримана пропусканням фтору в 0,5 н. розчин NаОН. Реакція йде по наступному рівнянню: 2 F2 + 2 NаОН = 2 NаF + Н2О + F2ОТак ж для фтору характерні наступні реакції:

H2 + F2 = 2HF (з вибухом)

Cl2 + F2 = 2ClF

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://schoolchemistry.by.ru/