Flúor


El flúor es un elemento químico con el símbolo F y número atómico 9. Es el halógeno más ligero y existe en condiciones estándar como un gas diatómico amarillo pálido altamente tóxico . Como elemento más electronegativo , es extremadamente reactivo, ya que reacciona con todos los demás elementos, excepto el argón , el neón y el helio .

Entre los elementos, el flúor ocupa el puesto 24 en abundancia universal y el 13 en abundancia terrestre . La fluorita , la principal fuente mineral de flúor que dio nombre al elemento, se describió por primera vez en 1529; como se agregó a los minerales metálicos para reducir sus puntos de fusión para la fundición , el verbo latino fluo que significa "fluir" le dio al mineral su nombre. Propuesto como elemento en 1810, el flúor resultó difícil y peligroso de separar de sus compuestos, y varios de los primeros experimentadores murieron o sufrieron heridas en sus intentos. Solo en 1886 el químico francés Henri Moissan aisló el flúor elemental mediante electrólisis a baja temperatura., un proceso que todavía se emplea para la producción moderna. La producción industrial de gas fluorado para el enriquecimiento de uranio , su aplicación más grande, comenzó durante el Proyecto Manhattan en la Segunda Guerra Mundial .

Debido al costo de refinar el flúor puro, la mayoría de las aplicaciones comerciales utilizan compuestos de flúor, y aproximadamente la mitad de la fluorita extraída se utiliza en la fabricación de acero . El resto de la fluorita se convierte en fluoruro de hidrógeno corrosivo en ruta a varios fluoruros orgánicos, o en criolita , que juega un papel clave en el refinado del aluminio . Las moléculas que contienen un enlace carbono-flúor a menudo tienen una estabilidad química y térmica muy alta; sus principales usos son como refrigerantes , aislamiento eléctrico y utensilios de cocina, el último como PTFE (teflón). Los productos farmacéuticos como la atorvastatina y la fluoxetina contienen enlaces C-F. losEl ion fluoruro de las sales de fluoruro disueltas inhibe las caries dentales, por lo que encuentra uso en la fluoración de la pasta de dientes y el agua . Global fluoroquımico importe de las ventas de más de US $ 69 mil millones al año.

Los gases fluorocarbonados son generalmente gases de efecto invernadero con un potencial de calentamiento global de 100 a 23,500 veces mayor que el del dióxido de carbono , y el SF 6 tiene el potencial de calentamiento global más alto de todas las sustancias conocidas. Los compuestos organofluorados a menudo persisten en el medio ambiente debido a la fuerza del enlace carbono-flúor . El flúor no tiene ningún papel metabólico conocido en los mamíferos; Algunas plantas y esponjas marinas sintetizan venenos organofluorados (con mayor frecuencia monofluoroacetatos ) que ayudan a disuadir la depredación. [14]

Los átomos de flúor tienen nueve electrones, uno menos que el neón , y la configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 5 : dos electrones en una capa interna llena y siete en una capa externa que requieren que se llene uno más. Los electrones externos son ineficaces en el blindaje nuclear y experimentan una alta carga nuclear efectiva de 9 - 2 = 7; esto afecta las propiedades físicas del átomo. [2]

La primera energía de ionización del flúor es la tercera más alta entre todos los elementos, detrás del helio y el neón, [15] lo que complica la eliminación de electrones de los átomos neutros de flúor. También tiene una alta afinidad electrónica , superada solo por el cloro , [16] y tiende a capturar un electrón para volverse isoelectrónico con el gas noble neón; [2] tiene la electronegatividad más alta de cualquier elemento. [17] Los átomos de flúor tienen un pequeño radio covalente de alrededor de 60  picómetros , similar a los de sus vecinos del período , el oxígeno y el neón. [18][19] [nota 1]


Molécula 3d de flúor
Estructura cristalina de β-flúor. Las esferas indican F
2
moléculas que pueden asumir cualquier ángulo. Otras moléculas están limitadas a planos.
Animación que muestra la estructura cristalina del beta-flúor. Las moléculas en las caras de la celda unitaria tienen rotaciones restringidas a un plano.
Ilustración siderúrgica de De re metallica
1887 dibujo del aparato de Moissan
Una ampolla de hexafluoruro de uranio
Puntos de ebullición de los haluros de hidrógeno y calcogenuros, que muestran los valores inusualmente altos para el fluoruro de hidrógeno y el agua.
Trifluoruro de cloro , cuyo potencial corrosivo enciende el amianto, el hormigón, la arena y otros retardadores del fuego [131]
Estos cristales de tetrafluoruro de xenón fueron fotografiados en 1962. La síntesis del compuesto, al igual que con el hexafluoroplatinato de xenón, sorprendió a muchos químicos. [145]
Capas inmiscibles de agua coloreada (arriba) y perfluoroheptano mucho más denso (abajo) en un vaso de precipitados; un pez de colores y un cangrejo no pueden atravesar el límite; cuartos descansan en la parte inferior.
Estructura química de Nafion , un fluoropolímero utilizado en pilas de combustible y muchas otras aplicaciones [153]
Celdas industriales de flúor en Preston
FluoriteFluorapatiteHydrogen fluorideMetal smeltingGlass productionFluorocarbonsSodium hexafluoroaluminatePickling (metal)Fluorosilicic acidAlkane crackingHydrofluorocarbonHydrochlorofluorocarbonsChlorofluorocarbonTeflonWater fluoridationUranium enrichmentSulfur hexafluorideTungsten hexafluoridePhosphogypsum
Diagrama de la industria fluoroquímica en el que se puede hacer clic según los flujos de masa
SF
6
transformadores en un ferrocarril ruso
La extracción de aluminio depende fundamentalmente de la criolita
Los tejidos tratados con fluorotensioactivo suelen ser hidrófobos
Tratamiento tópico de fluoruro en Panamá
Cápsulas de fluoxetina
Un cuerpo completo 18
F
PET con glucosa marcada con flúor radiactivo-18. El cerebro y los riñones normales absorben suficiente glucosa para obtener imágenes. Se observa un tumor maligno en la parte superior del abdomen. El flúor radiactivo se ve en la orina de la vejiga.
El gifblaar es uno de los pocos organismos sintetizadores de organofluorados.
Señales de peligro estadounidenses para el flúor transportado comercialmente [253]
Las quemaduras por ácido fluorhídrico pueden no ser evidentes durante un día, después del cual los tratamientos con calcio son menos efectivos. [260]
Proyección de la NASA del ozono estratosférico sobre América del Norte sin el Protocolo de Montreal [279]
Ácido perfluorooctanosulfónico , un componente clave de Scotchgard hasta 2000 [287]