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

Flo là một trong những chất hoạt động mạnh nhất. Vì vậy, nó mang lại điều tốt và xấu cho con người, vậy flo nguyên tố là gì? Nêu tính chất vật lý, tính chất hóa học và cách sử dụng, điều chế Flo trong phòng thí nghiệm trong đời sống?

Khí flo là gì?

Flo (tên tiếng Anh: Flour) là một khí halogen, có ký hiệu hóa học là F. Flo luôn có số oxi hóa là -1 trong mọi nguyên tố. Nó là một halogen rất nhẹ và tồn tại dưới dạng khí có độc tính cao với màu vàng nhạt không đổi.

• Ký hiệu: F
• Trọng lượng nguyên tử: 18,998403 u
• Điểm nóng chảy: -219,6 °C
• Hệ số công suất: 3,98
• Bán kính Van der Waals: 147
• Công tắc: [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 muối fluorit (CaF2) và axit H2SO4, ông đã phát hiện ra một điều mới.

Lavoadium còn gọi chất mới này là Axit Fluoric, vì ông cho rằng hợp chất này có chứa oxy và là một chất chưa biết.

Đúng là Lavoadier đã nhầm. Sau khi thử đốt cháy lưu huỳnh và phốt pho (1772) và hòa tan chúng trong nước, ông đã tìm ra axit. Từ đó, ông cho rằng ở đâu có axit, ở đó có oxi. Theo ông, một dung dịch với oxy sẽ tạo ra một loại axit.

Năm 1810, nhà hóa học người Anh Đêvi (H.Davy) thông qua quá trình điện phân axit clohydric, đã phát hiện ra clo và chứng minh axit này là hợp chất của clo và hiđro.

Ông cũng cho rằng axit flohydric có thể là thành phần của một chất mới chưa biết có chứa hydro.

Đến năm 1816, tên flo được thay thế bằng 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 may mắn và cống hiến của nhiều nhà khoa học.

Devi đã không thành công trong quá trình điện phân axit flohydric và bị đầu độc, mặc dù ông cũng xác định được khối lượng nguyên tử của flo là 19,06.

Năm 1834, học trò của Devi, nhà khoa học Faraday (M. Faraday), đã cố gắng tìm giải pháp cho vấn đề flo tự do bằng cách điện phân Fluoride ở trạng thái nóng chảy, nhưng không thành công.

Sau đó, hai anh em Knox (Knox) ​​đến từ Ireland đã cố gắng trong 5 năm, kết quả là một người chết và một người khác bị thương. Một số nhà khoa học khác cũng chịu chung số phận như anh em Knôcz.

Cuối cùng, vào những năm 1854 – 1856, một giáo sư người Pháp tại Đại học Bách khoa Paris Fremi (E. Fremy) và điện phân canxi florua nóng chảy (CaF2). Canxi kim loại có mặt ở cực âm, trong khi các khí khác được hình thành ở cực dương.

Như vậy, Fremi cũng nên được coi là đồng tác giả với Sile, mặc dù anh ta chưa thu được khí flo để nghiên cứu tài liệu.

Cần lưu ý rằng khí flo không dễ kiếm. Nó là một loại thuốc có hoạt tính cao và độc tính cao. Nguy hiểm hơn axit HF.

Năm 1869, nhà hóa học người Anh Gore (G. Gore) cũng phát hiện ra rằng một lượng rất nhỏ flo khi phản ứng với hydro sẽ gây ra vụ nổ.

Người cuối cùng thành công trong việc điều chế flo ở trạng thái tự do là bác sĩ người Pháp Moassan (A. Moissan). Trước một ủy ban đặc biệt của Viện Hàn lâm Khoa học Paris gồm các chuyên gia y tế lỗi lạc, Mosan đã trình bày thí nghiệm. Ngày đầu thua, ngày thứ hai thắng. Đây là năm 1886 – nửa sau của thế kỷ 19.

Flo trong bảng tuần hoàn

Để giải thích chi tiết, tôi xin tóm tắt các sự kiện cơ bản của Nguyên tố Flo trong bảng tuần hoàn hóa học (Nguồn: Wikipedia).

Sức mạnh của Flo

Để hiểu thêm về tính chất của flo, các em có thể xem tóm tắt sau:

Ở nhiệt độ phòng, flo là một chất khí rất xanh. Điểm nóng chảy -219,62 °C. Điểm nóng -118,12 °C.

Trong tự nhiên, flo sẽ tồn tại dưới dạng hợp chất vì sức mạnh hủy diệt của nó. Hợp chất Flo thường có trong men răng của người và động vật, trong lá một số loại cây và được cấu tạo chủ yếu từ hai khoáng vật: Fluorit (CaF2CaF2), Criolit (Na3AlF6 hoặc AlF3.3NaF).

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 được với nhiều phi kim, trừ O2 N2 và các chất không có oxi.

Phản ứng với hydro

Điều gì sẽ xảy ra trong bóng tối, ở nhiệt độ rất thấp để tạo thành khí hiđro florua (phản ứng có thể phát nổ): F2 + H2 → 2HF

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

Chế biến kim loại

• Flo làm kết tủa nhiều kim loại trong đó có Au và Pt.
• Flo rất nhạy cảm với các kim loại kiềm và kiềm thổ.
• Nó tác dụng với các kim loại từ cứng đến mềm như Al, Zn, Cr, Ni, Ag… phản ứng mạnh khi đun nóng.

Khi bạn xử lý các kim loại yếu như Cu, Au, Pt… sẽ xảy ra hiện tượng chúng bị quá nhiệt.

• 3F2 + 2Au → AuF3 (Vàng Florua)
• F2 + Cu → CuF2 (Đồng(II) florua)
• 2Fe + 3F2⟶ 2FeF3 (Sắt(III) florua)

Kết quả là nước

Hơi flo phát ra nước ngay cả ở nhiệt độ phòng, nhiệt bốc cháy khi tiếp xúc với hơi flo.

2F2+2H2O⟶4HF+O2

quá trình trao đổi

Giống như kim loại cứng loại bỏ kim loại yếu khỏi khoáng chất, flo cũng có thể loại bỏ các halogen khác khỏi các hợp chất ion hoặc cộng hóa trị.

F2 + 2KClRắn → môi trường lạnh 2KF + Cl2

F2 + KBrdd → 2KF + Br2

Nếu F2 quá cao, điều đó xảy ra:

Br2 + 5F2 + 6H2O → 2HBrO3 + 10HF

và một florin khác phản ứng với H2O

2F2+2H2O⟶4HF+O2

Điều này giải thích vì sao F2 không khử được Cl2, Br2, I2 ra khỏi muối hay axit, trong khi flo là chất oxi hóa mạnh.

Đối phó với phương pháp muối

Không giống như các halogen khác, flo không tạo muối với oxy. Khi phản ứng với kiềm loãng, nguội (ví dụ: NaOH 2%) để tạo ra muối florua và muối florua.

2F2 + 2NaOH2% → lạnh 2NaF + OF2+ H2O

OF2 là chất oxi hóa mạnh và độc

OF2 + H2O → 2HF + O2

Anh ấy đã làm gì

Bạn có thể dùng F2 hoặc HF để bắn kính vì có thể làm hỏng kính

2F2 + SiO2 → SiF4 + O2

Sử dụng Flo trong Công nghiệp

• Điều chế dẫn xuất flo để chế tạo chất dẻo.
• Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp hạt nhân để làm giàu 235U
• Dung dịch NaF pha loãng được sử dụng như một phương pháp điều trị chống sâu răng.
• Chúng được sử dụng làm chất oxy hóa cho nhiên liệu lỏng được sử dụng trong các hệ thống tên lửa.
• Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp vũ khí hạt nhân.

Các hydrocacbon flo hóa chính khác là chlorofluorocarbons, còn được gọi là CFC, là một nhóm các hợp chất hữu cơ halogen hóa chỉ chứa carbon, clo và flo. Nhiều CFC cũng được sử dụng rộng rãi làm chất làm lạnh, chất đẩy (trong sol khí) và dung môi. Tuy nhiên, chất này cũng có khả năng làm suy giảm tầng ozon.

Quá trình phá hủy tầng ozon diễn ra như sau:

CCl3F → CCl2F· + Cl·

Cl· + O3 → ClO·+O2

ClO + O3 → Cl· + 2O2

Bằng cơ chế như vậy, mỗi nguyên tử Cl tự do có thể phá hủy hàng trăm nghìn phân tử O3 trước khi tạo thành nhóm mới.

Vì CFC góp phần làm suy giảm tầng ôzôn trong khí quyển nên chúng đã bị cấm theo Nghị định thư Montreal.

Cách điều chế flo ngày nay

Vì flo là chất oxi hóa mạnh nhất nên không có nguyên tố nào khác có thể bị oxi hóa. Do đó, cách duy nhất để sản xuất khí flo là điện phân KF và HF hòa tan.

Bình điện phân chứa cả hỗn hợp KF và HF sẽ có cực âm đặc biệt bằng sắt hoặc đồng và cực dương bằng than chì. Kết quả là khí hiđro thoát ra ở cực âm và khí flo thoát ra ở cực dương.

Kết thúc

Với những thông tin Trường ĐH Đại Việt Sài Gòn cung cấp trên đây hi vọng đã giúp các bạn hiểu hơn về khí flo cũng như tính chất, hóa chất, ứng dụng hay cách điều chế khí flo trong cuộc sống. Bên cạnh đó, để hiểu rõ hơn về 118 nguyên tố hóa học, mời các bạn truy cập chuyên mục “Kiến thức chung” để cập nhật thông tin về các nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học.

Bạn thấy bài viết Nguyên tố Flo (F), Cấu hình Electron, Tính chất hoá học, Vật lý có khắc phục đươc vấn đề bạn tìm hiểu ko?, nếu ko hãy comment góp ý thêm về Nguyên tố Flo (F), Cấu hình Electron, Tính chất hoá học, Vật lý bên dưới để Trường TH Đông Phương Yên có thể thay đổi & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website: daihocdaivietsaigon.edu.vn của Trường TH Đông Phương Yên

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

Chuyên mục: Kinh nghiệm hay