الفلور Fluorine
العنصر التاسع في ترتيب الجدول الدوري للعناصر
تقديم :
* الفلور هو عنصر كيميائي رمزه F وعدده الذرّي 9 لإحتواء نواته على 9 بروتون ، وكتلته الذرية 19 غ / مول ، ويكون على هيئة غاز ثنائي الذرة F2 ) مثله كمثل باقي عناصر مجموعة الهالوجينات ) ذو لون أصفر شاحب في الظروف القياسيّة من الضغط ودرجة الحرارة ، وهو غاز سام للكائنات الحيّة . يقع عنصر الفلور على رأس مجموعة الهالوجينات في الجدول الدوري ، وهو ذو نشاط كيميائي كبير، لذا يستطيع الفلور تشكيل عدد كبير من الفلوريدات اللاعضوية والعضوية ، والتي لها العديد من التطبيقات الصناعية والدوائية المهمّة , منها مقاومة نخر الأسنان ، لذلك يضاف بكمّيّات قليلة إلى تركيب معاجين الأسنان وملح الطعام وماء الشرب في بعض البلدان . * يعدّ فلز الفلوريت ( CaF2 فلوريد الكالسيوم ) المصدر الأساسي للفلور . وتسمّى أملاح عنصر الفلور باسم الفلوريدات .
* يوجد هناك نظير واحد فقط للفلور في الطبيعة وبشكل وفير، وهو النظير 19F .
لمحة تاريخية :
* عام 1529 وصف عالم التعدين غيورغيوس أغريكولا فلز الفلوريت fluorite أو الفلورسبار fluorspar ( فلوريد الكالسيوم CaF2 ) كمادّة مضافة أثناء صهر الفلزّات ، إذ تعمل على تخفيض درجة انصهارها .
* عام 1764 لاحظ أندرياس مارغراف أن حمض الهيدروفلوريك يعمل على تخريش الزجاج , عندما قام بتسخين الفلوريت مع حمض الكبريتيك ممّا أدّى إلى تخريش الإناء الزجاجي الحاوي على المزيج . واقترح همفري ديفي تسميّة ذلك العنصر – غير المعروف آنذاك – باسم fluorine بمعنى مدمّر أو مخرّش .
* عام 1886 تمكن هنري مواسان ، من عزل الفلور بإجراء التحليل الكهربائي لمزيج من بيفلوريد البوتاسيوم وفلوريد الهيدروجين ، وقبل شهرين من وفاته عام 1906 استلم مواسان جائزة نوبل في الكيمياء كتقدير لأبحاثه عن هذا العنصر .
طرق تحضير الفلور مخبرياً :
* عام 1986 تمكّن العالم كارل كريستي Karl . Christe من إنتاج غاز الفلور مخبرياً :
2KMnO4 + 2KF + 10HF + 3H2O2 ⟶ 2K2MnF6 + 8H2O + 3O2 ↑
2K2MnF6 + 4SbF5 ⟶ 4KSbF6 + 2MnF3 + F2 ↑
الخواص الكيميائية للفلور:
* ينتمي الفلور إلى أقوى المؤكسدات الفعّالة عند درجة حرارة الغرفة ، إذ يمكن أن يتفاعل مع أغلب العناصر والمركبات حتى الخامل منها .
* يتفاعل الفلور مع الماء البارد مشكّلاً بيروكسيد الهيدروجين ( الماء الأكسجيني ) وحمض الهيدروفلوريك : F2 + 2H2O ⟶ H2O2 + 2HF
* يتفاعل الفلور مع غاز الهيدروجين بشكل عنيف وانفجاري ليشكل فلوريد الهيدروجين HF ، وهو غاز سام أكّال . الذي يمتزج مع الماء بشكل كامل . مشكلاً حمض الهيدروفلوريك .
* يستطيع الفلور أن يتفاعل مع جميع العناصر الكيميائية بشروطاً متفاوتة ، في حين أنّ تفاعله مع الكبريت والفوسفور والفلزّات القلوية الترابية يكون شديداً وعنيفاً . ومع الفلزّات القلوية يكون بشكل إنفجاري .
* يتفاعل مسحوق الكربون مع الفلور عند درجة حرارة الغرفة ليعطي فلورو الميثان ، أمّا عند درجات حرارة أعلى من ذلك فتتشكّل مركّبات فلوروكربون الغازية بشكل انفجاري .
* يستطيع الفلور تشكيل بوليميرات هيدروكربونية متعددة , كمتعدد رباعي فلورو الإيثيلين PTFE أو كما يعرف بالاسم التجاري تيفلون Teflon , وهو مقاوم للكيماويات ودرجات الحرارة .
تطبيقات الفلور الصناعية :
* إنّ التطبيق الأساسي لغاز الفلور هو استخدامه في فلورة رباعي فلوريد اليورانيوم UF4، والذي يستحصل بدوره من ثنائي أكسيد اليورانيوم UO2 وحمض هيدروفلوريك , وذلك لتحضير سداسي فلوريد اليورانيوم UF6 المستخدم في دورة الوقود النووي
* يدخل غاز الفلور في إنتاج سداسي فلوريد الكبريت SF6 الخامل والعازل كهربائياً والمستخدم في المحوّلات الجهد العالي وفي قواطع التيار، بدلاً من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخطرة .
* يستخدم فلور الهيدروجين من أجل تحضير سداسي فلورو سيليكات الصوديوم Na2SiF6، المستخدم في فلورة المياه .
* تستخدم مادة بير فلورو البوتان (C4F10) كمادّة في إطفاء الحرائق .
* يدخل الفلور مع الكلور في إنتاج غازات الفريون المستعملة للتثليج , حيث كانت مركبات كلورو فلورو كربون هي المسيطرة للطلب الكبير عليها في صناعة أجهزة التكييف والبرادات المنزلية والصناعية حتلا نهاية القرن الماضي . وبعد حظرها حسب اتفاقية مونتريال استخدمت مركبات الهيدرو كلورو فلورو كربون , والهيدرو فلورو كربون ، كبديل أكثر أماناً .
* يدخل الفلور في بعض الكيماويات الزراعية كمبيدات للأعشاب وللفطريات ومن أشهرها مستحضر تريفلورالين المبيد للأعشاب الضارّة
* يدخل الفلور كذلك في تركيب بعض العقاقير الصيدلانية , كعقار أتورفاستاتين المخفّض للكوليسترول، وعقار فلوكسيتين المستخدم كمضاد اكتئاب