氟之利弊，福兮祸兮
刘启静（2008080333） 3班
引言
氟元素于1810年被发现，之后被广泛应用，但同时发现氟的多种化合物还对环境和人身体存在着很大危害，同时也是人体不可或缺的。正相当于一个，剪错了引线就随时可以引爆，造成死亡的危险。然氟之利弊，福兮祸兮？所以我们应该要了解它，才能完美的运用它。 1元素介绍
氟是卤素之一，在周期表第二周期ⅦA族。
原子序数 | 电子构型 | 常见氧化态 | 共价半径／pm | | 第一电离能 | 电子亲和能 | X-水和能 | X2的解离能 | 电负性 |
9 | ［He无痛人工流产术］2s22p5 | -1 | 64 | 133 | 1681 | 327.9 | -507 | 156.9 | 3.98 |
| | | | | | | | | |
氟在自然界的分布主要以萤石（CaF2）,晶石(3NaF.AlF3)，氟磷灰石[Ca10F2(PO4)6]3这三种矿物存在，在地壳中质量分数为0.065%。氟单质（298K，101.3kPa）为淡黄气体，有刺激性气味，强烈刺激眼，耳，鼻，气管等粘膜，吸入较多的蒸气会发生严重中毒，甚至造成死亡。密度1.69克/升，熔点-219.62℃，沸点-188.14℃，化合价-1，氟的电负性最高，电离能为17.422电子伏特，是非金属中最活泼的元素，氧化能力很强，能与大多数含氢的化合物如水、氨和除氦、氖外一切无论液态、固态、或气态的化学物质起反应。氟气与水的反应很复杂，主要氟化氢和氧，以及较少量的过氧化氢，二氟化氧和臭氧产生，也可在化合物中置换其他非金属元素。可以同所有的非金属和金属元素起猛烈的反应，生成氟化物，并发生燃烧。有极强的腐蚀性和毒性，操作时应特别小心，切勿使它的液体或蒸气与皮肤和眼睛接触。 元素来源：可从电解熔融的氟化钾和无水氟化氢的混合物中制得。
元素用途：液态氟可作火箭燃料的氧化剂。含氟塑料和含氟橡胶有特别优良的性能。含氟塑料和含氟橡胶等高分子，具有优良的性能，用于氟氧吹管和制造各种氟化物。 元素辅助资料：正是经过19世纪初期的化学家发反复分析，肯定了盐酸的组成，确定了氯
是一种元素之后，氟就因它和氯的相似性很快被确认是一种元素，相应的存在与中。虽然它的单质状态一直拖延到19世纪80年代才被分离出来。氟和氯一样，也是自然界中广泛分布的元素之一，在卤素中，它在地壳中的含量仅次于氯。早在高校人才培养模式16世纪前半叶，氟的天然化合物萤石（CaF2）就被记述于欧洲矿物学家的著作中，当时这种矿石被用作熔剂，把它添加在熔炼的矿石中，以降低熔点。因此氟的拉丁名称 fluorum从fluo（流动）而来。它的元素符号由此定为F。拉瓦锡在1789年的化学元素表中将基当作是一种元素。到1810年戴维确定了是一种元素，同一年法国科学家安培根据和盐酸的相似性质和相似组成，大胆推断中存在一种新元素。他并建议参照氯的命名给这种元素命名为fluorine。但单质状态的氟却迟迟未能制得，直到1886年6月26日，才由法国化学家弗雷米的学生莫瓦桑制得。莫瓦桑因此获得1906年诺贝尔化学奖，他是由于在化学元素发现中作出贡献而获诺贝尔化学奖的第二人。比较一下氯和氟的发现史，是很有意义的。氯在它的单质被分离出来30多年后才被确认为是一种元素；而氟在没有被分离出单质状态以前就被确认为是一种元素了。这一史实说明在人们对客观事物的认识过程中，逐渐掌握了它们的一些规律后，就能更快、更清楚地认识它们。
F的特殊性质。
（1） 主要氧化数: F 无正氧化数
（2） 解离能：F-F < Cl-Cl
（3） 分解水: F2氧化H2O
（4） 第一电子亲合能: F < Cl > Br > I
（5） 卤化物热力学稳定性: 氟化物最稳定
（6） 卤化物配位数（C.N.）：氟化物最大
AsF3 AsCl3 AsBr3 AsI3
AsF5 AsCl5 （-50℃分解）
PbF4 PbCl4 （R.T.分解）
F的一些特殊性质可以从以下几个方面进行解释：
（1） F的电负性最大；
（2） 电势(X2/X-)： F2/F-最大；
（3） F的原子半径 r最小； 形成共价键化合物pπ- p π或吴良镛pπ-d π存在, F-F键能较小，
（4） 热力学离子型卤化物:氟化物晶格能U最大。
（5） 共价型卤化物:氟化物Δf GmO最负。
Δ rHm= S+1/2 D+ I+(- E)+(- U)
F 的解离能低,NaF 晶格能力最大, 生成焓更负, 热力学稳定性强。
2氟与健康
氟是人体内重要的微量元素之一，氟化物是以氟离子的形式，广泛分布于自然界。骨和牙齿中含有人体内氟的大部分，氟化物与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关。氟是牙齿及骨骼不可缺少的成分，少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力，防止龋齿，因此水处理厂一般都会在自来水、饮用水中添加少量的氟。据统计，氟摄取量高
的地区，老年人罹患骨质疏松症的比率以及龋齿的发生率都会降低。曾有长期饮用加氟水会致癌的说法，目前这种说法已被美国国家癌症协会否定了，所以大家尽可以放心.
建议的每日摄取量尚未确定。大多数的人都在饮用经过氟处理过的饮水，每天可从中摄取 1 ～ 2mg 的氟，大于人体对氟的需要量
食物来源：鳕鱼、鲑鱼、沙丁鱼等海鲜类食物、茶叶、苹果、牛奶、蛋、经过氟处理过的饮水等.
需要人：老年人骨钙(补钙产品，补钙资讯)流失较多，易发生骨质疏松症，注意氟的摄取对身体有益；青少年的牙釉质还很脆弱，加之又较喜好甜食，易发生龋齿，补氟十分必要。
缺乏症： 龋齿、骨质疏松、骨骼生长缓慢、骨密度和脆性增加是缺氟的主要表现，另外还可能造成不孕症或贫血。
过量表现: 氟中毒：主要表现为氟骨症和氟斑牙。氟斑牙：牙齿畸形、软化、牙釉质失去光泽、变黄；氟骨症：骨骼变厚变软、骨质疏松、容易骨折。氟中毒晚期往往有慢性咳嗽
、腰背及下肢疼痛、骨质硬化、肌腱、韧带钙化和关节(关节产品，关节资讯)囊肥厚、骨质增生、关节变形等。另外，机体代谢过程中所需要的某些酵素系统会被破坏，导致多器官病变。
3氟的利用
（1）氟里昂，氟氯烃 英文：freon
几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称 。包括 CCl3F（F-11）、CCl2F2（F-12）、 CClF3（F-13）、 CHCl2F （F-21）、CHClF2（F-22）、FCl2C－CClF2（F-113）、F2ClC－CClF2(F-114) 、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上氟里昂在常温下都是无气体或易挥发液体，略有香味，低毒，化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2（F-12）。二氯二氟甲烷在常温常压下为无气体；熔点－158℃ ，沸点－宿州学院学报29.8℃，密度1.486克／厘米（－30℃）；稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚；与酸、碱不反应。二氯二氟甲烷可由四氯化碳与无水氟化氢在催化剂存在下反应制得，反应产物主要是二氯二氟甲烷，还有CCl3F和CClF3，可通过分馏将CCl2F2分离出来。
（2）氟尿嘧啶(5 氟尿嘧啶)英文：Fluorouracil(5 FU)5-氟尿嘧啶5-fluorouracil
本品为嘧啶类的氟化物，属于抗代谢抗肿瘤药，能抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶，阻断脱氧嘧啶核苷酸转换成胸腺嘧啶核苷核，干扰DNA合成。对RNA的合成也有一定的抑制作用。
临床用于结肠癌、直肠癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、绒毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、头颈部鳞癌、皮肤癌、肝癌、膀胱癌等。
（3）氟碳漆。
以氟碳树脂为主要成膜物质配制而成的氟碳建筑涂料，其耐久性和耐候性在目前所有建筑涂料中是最好的，故有“超耐候性建筑涂料”之称。最早的氟树脂涂料是美国 Dopont 公司开发的聚四氟乙烯树脂（ PTFE ）配制的，用于户外建筑在美国已有 25 年的实践证明。日本旭硝子公司于 1982 年世界上率先开发成功溶剂可溶涂料用氟碳树脂。美国 Ato 公司近年来又开发了 VFIHFP 共聚物。 AUSIMOST 公司最近开发了含羟基官能团、可溶解的氟树脂，可用于建筑材料方面。而具有自清洁功能（ Selfcleaning ）的含氟涂料也已开发成功，并投入应用阶段。
国内如上海、杭州、青岛等有关单位也相应开发了应用于建筑的氟碳树脂。目前一些民营涂料厂也在开发氟碳树脂，但是氟碳漆施工工艺研究滞后，严重影响了建筑氟碳涂料的
发展。
（4）氟气对孔涧聚丙烯(PP)膜的氟化改性及氟化改性对其驻极性能的影响
研究结果表明:尽管在负压状态且较低的氟气分压及较低的反应温度(约60℃)和较短的反应时间(约15min)下,氟气能有效地氟化孔洞PP膜,更易于氟化预氧化的孔洞PP膜,氟化改性的孔洞PP膜,尤其是预氧化后的氟化改性膜的电荷储存热稳定性较原膜得到显著的改善.
（5）利用氟离子选择性电极间接测定钢铁中硅含量
将一定量钢铁试液加入到一定量过量而浓度已知的氟离子标准溶液中,硅与氟发生定量反应,生成不被氟离子选择性电极所响应的惰性配位离子SiF62-,致使氟离子浓度降低,利用氟离子选择性电极测定加入钢铁试液前后电池电动势的变化,测出反应后剩余氟离子浓度,由此间接求出钢铁试样中硅含量.实验中,溶液的酸度和离子强度对测定有影响,通过加入总离子强度调节缓冲溶液进行控制.氟离子的适宜加入量是试验的关键,既要保证与试液中硅的定量反应完成,又不能超出氟离子选择性电极的线性响应范围(5×10-7～1×10-1 mol/L).共存离子的干扰试验表明:阴离子中除OH-外,常见的酸根离子均不干扰;阳离子中,Cu+,Ag+,Cd2+,Hg2+,P
b2+不干扰,但Fe3+,Al3+,Cr3+,V(Ⅴ)与F-形成稳定配位离子,对Si的测定产生干扰,可通过加入乙酰丙酮掩蔽剂而消除.采用本法测定钢铁试样中硅,平均回收率为99.5%,核糖体rna相对标准偏差(RSD)为1.22%.
Ⅳ氟的危害
氟里昂是臭氧层破坏的元凶，它是20世纪20年代合成的，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。20世纪80年代后期，氟利昂的生产达到了高峰，产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了洪福子2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子。
根据资料，2003年臭氧空洞面积已达2500万平方公里。臭氧层被大量损耗后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，给人类健康和生态环境
带来多方面的危害。据分析，平流层臭氧减少万分之一，全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%，即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万人。
由于氟里昂在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍滞留在大气层中，其中大部分停留在对流层，小部分升入平流层。
在对流层的氟里昂分子很稳定，几乎不发生化学反应。但是，当它们上升到平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，含氯的氟里昂分子会离解出氯原子，然后同臭氧发生连锁反应（氯原子与臭氧分子反应，生成氧气分子和一氧化氯基；一氧化氯基不稳定，很快又变回氯原子，氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……），不断破坏臭氧分子。
Cl-+O3→O2+ClO- ClO-+O2-→O2+Cl-
如此周而复始，结果一个氯氟里昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子。总的结果，可以用化学方程式表示为：
2O3—→3O2 （虽然反应中氟里昂分子所起的作用类似于催化剂，但由于其参加了反应过程，因而严格意义上不属于催化剂）。
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