Элемент № 9. Самый, самый, самый… В переводе с греческого это слово значит «разрушающий».
Фтор – элемент из семейства галогенов, в которое входит также хлор, бром, йод. Фтору свойственны все особенности собратьев по подгруппе, однако он подобен человеку без чувства меры: всё увеличено в нем до крайности, до предела.
Это объясняется, прежде всего, положением этого элемента в периодической системе и его электронной структурой. Его место в таблице Менделеева – «полюс неметаллических свойств», правый верхний угол.
Атомная модель фтора: два электрона расположены на внутренней оболочке, семь – на внешней. Как правило, каждый атом всегда стремится к устойчивому состоянию, а для этого ему нужно заполнить внешний электронный слой. Атом фтора в этом смысле – не исключение. Для достижения такого состояния ему нужно захватить всего один электрон, и все – цель достигнута, образован ион фтора с «насыщенной» внешней оболочкой.
Стремление к заполнению внешнего электронного слоя до восьмиэлектронной конфигурации у фтора исключительно велико, поэтому он обладает необычайной реакционной способностью и образует соединения почти со всеми элементами. Недавно большинство химиков считал, что благородные газы не могут образовывать истинные химические соединения. Но три из шести элементов-«затворников» не смогли устоять перед натиском удивительно агрессивного фтора.
Удержать фтор от реакции очень трудно, но и вырвать его атомы из соединений тоже совсем нелегко. Здесь играют роль очень малые размеры атома и иона фтора. Они примерно в полтора раза меньше, чем у хлора, и вдвое меньше, чем у йода.
Атомы фтора обладают очень высокой электроотрицательностью, то есть способностью притягивать электроны. Горячая вода сгорает в струе фтора с образованием кислорода. Не только вода, но и другие, обычно не горючие материалы (асбест, кирпич, металлы) загораются в струе фтора. Сера, селен, мышьяк, кремний, древесный уголь самовоспламеняются во фторе уже при обычной температуре, а даже при небольшом нагревании та же участь постигает и благородные платиновые металлы, известные своей химической пассивностью.
Фтор или флюор
Фтор – разрушающий – очень подходящее название, но за рубежом более распространено другое название этого элемента – флюор, которое с латинского переводится как «текучий».
Это название больше подходит не к фтору, а к его некоторым соединениям и берет свое начало от флюорита или плавикового шпата – первого соединения фтора, использованного человеком. Еще с древности люди знали о способности этого минерала снижать температуру плавления руд и металлургических шлаков. Флюором назвали главную составную часть этого минерала.
В начале 18 века была открыта плавиковая кислота – водный раствор фтористого водорода. А в конце этого же столетия шведский химик К. В. Шееле впервые высказал мысль, что в этой кислоте содержится новый активный элемент.
Жертвы или герои?
Сегодня мы знаем, что фтор очень токсичен, и что работа с ним и с его соединениями требует большой осторожности и мер защиты. Но первооткрыватели этого элемента могли об этом только догадываться, поэтому многие их опыты оканчивались трагически. Английские химики, братья Томас и Георг Нокс пытались получить фтор из фторидов серебра и свинца. Но опыт не удался. Томас погиб, а Георг стал инвалидом.
Выдающийся химик 19 века Х. Дэви, создатель водородной теории кислот, человек, впервые получивший натрий, калий, магний, кальций, стронций и барий, не смог решить проблему получения всеразрушающего элемента. В ходе этих опытов он отравился и тяжело заболел.
Однако были на этом пути и удачи. Каждый опыт, даже неудачный, пополнял копилку знаний об удивительном элементе и приближал день его открытия. Это произошло 26 июня 1886 г. французский химик А. Муассан подверг электролизу безводный фтористый водород. При температуре - 23°С он получил на аноде новое, чрезвычайно реакционоспособное газообразное вещество. Ученому удалось собрать несколько пузырьков этого газа. Это и был фтор!