Fluoro F

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INFORMAZIONI GENERALI SULL'ELEMENTO

Il fluoro è l’elemento chimico di numero atomico 9 e peso atomico 19,00 (se ne conosce un solo isotopo stabile, 199F). A temperatura ambiente si presenta come un gas di colore giallo pallido, capace di liquefare solo a bassissima temperatura (−188 °C a pressione normale). Fa parte del gruppo degli alogeni, di cui costituisce il primo membro; è il più elettronegativo degli elementi, mostra una notevole reattività chimica e infatti si combina, direttamente o indirettamente, con tutti gli elementi (tranne che con elio, neo e argo) formando composti, alcuni dei quali sono a loro volta dotati di facile reagibilità, mentre altri sono eccezionalmente inerti e stabili. Numerosi metalli sono attaccati dal fluoro, mentre alcuni altri formano strati superficiali protettivi che impediscono il progredire dell’attacco agli strati sottostanti; così, mentre il piombo reagisce energicamente a freddo, l’alluminio, il ferro, il cromo, il nichel si passivano per formazione di veli protettivi stabili a freddo; il rame e l’oro non sono quasi affatto attaccati.

CARATTERISTICHE FISICHE E CHIMICHE

Simbolo elemento F
Numero atomico 9
Massa atomica relativa 18.9984
Temperatura di fusione -219.62 °C
Temperatura di ebollizione -188.14 °C
Sato di aggregazione Solido
Densità (20°C) 1.58 g/cm3
Numero di ossidazione -1
Elettronegatività 4.1
Energia di prima ionizzazione 1681,0 kJ/mol
Raggio atomico 70.9 pm
Configurazione elettronica [He]2s22p5
Energia di ionizzazione [eV] 17.4228 eV
Conducibilità elettrica -
Percentuale nella composizione della massa terrestre 0.03 %
Composizione isotopica F-19 100%


CENNI STORICI

Il fluoro (dal latino “fluere”, che significa “flusso” o “fluire”), in forma di fluorite, venne descritto nel 1529 da Georg Agricola per il suo uso come sostanza che favorisce la fusione di metalli o minerali. Nel 1670, Schwandhard scoprì che il vetro veniva inciso se esposto alla fluorite trattata con acido. Karl Scheele e molti altri ricercatori tra cui Humphry Davy, Gay-Lussac, Antoine Lavoisier, e Louis Thenard condussero esperimenti con l'acido fluoridrico (alcuni dei quali finirono in tragedia). Questo elemento non fu isolato fino a molti anni più tardi, a causa del fatto che quando viene separato da un composto attacca immediatamente i materiali delle apparecchiature con cui viene realizzata la sintesi.
Dopo almeno 74 anni di continui sforzi, il 26 giugno del 1886, lo scienziato francese Henri Moissan isolò per la prima volta il fluoro elementare applicando un metodo originariamente proposto senza successo da Davey e Ampère nel 1810-1812. Moissan realizzò l'elettrolisi di acido fluoridrico anidro contenente tracce di potassio fluoruro in una cella di platino con elettrodi di platino-iridio.
Il gas nervino costituì il primo impiego di composti chimici fluorurati per scopi militari. Come molti gas velenosi, era in grado di rilasciare considerevoli quantità di fluoruro nell'organismo che portano ad un effetto bloccante sull'attività enzimatica e sul sistema nervoso centrale, generando danni a livello cerebrale (riduzioni del quoziente d'intelligenza e ritardi mentali), depressione polmonare e cardiaca (fino alla morte, se assunto in dosi eccessive).
Dalla sua scoperta, il fluoro elementare F2, non venne prodotto in grandi quantità fino alla II guerra mondiale, quando si rivelò indispensabile nell'arricchimento dell'uranio.

DISPONIBILITA' DELL'ELEMENTO

Il fluoro, a causa della sua elevata reattività, non si trova libero in natura, tranne che in piccole tracce nei materiali radioattivi. Si trova invece combinato con altri elementi che rappresentano circa lo 0,065% in massa della crosta terrestre. In natura, il fluoro si trova comunemente come ione fluoruro F-, in particolarmente nella fluorite e nella fluorapatite.

APPLICAZIONI DELL'ELEMENTO

In chimica organica, il legame carbonio-fluoro è uno fra i legami chimici più forti. Questo fatto contribuisce in modo significativo all'elevata inerzia chimica tipica di queste molecole. A partire dagli anni 60, vengono commercializzati molti prodotti derivati dal fluoro contenuti in: lubrificanti per condizioni estreme (ad esempio quelli usati per lubrificare la sonda Mars Pathfinder o per lubrificare i dischi fissi dei moderni personal computer), liquidi refrigeranti come il freon, negli impianti di aria condizionata e nella refrigerazione, medicinali (moltiplica l'efficacia terapeutica e contemporaneamente ritarda la metabolizzazione del principio attivo),sostanze anestetiche, agenti anti carie (nei dentifrici e nei collutori), nelle sostanze semiconduttrici, in pellicole e membrane ad azoto e nelle batterie. Il fluoro viene anche utilizzato nella produzione di uranio.

EFFETTI DELL'ELEMENTO SULLA SALUTE

Il fluoro e l'acido fluoridrico devono essere maneggiati con grande attenzione e qualsiasi contatto con la pelle e gli occhi deve essere evitato.
Il fluoro ha un forte odore pungente rilevabile già a basse concentrazioni (20 ppb), simile a quello degli altri alogeni e paragonabile a quello dell'ozono. Esso è altamente tossico e corrosivo. È raccomandabile che l'esposizione massima giornaliera (TLV-TWA) sia di 1 parte per milione. La più bassa dose letale nota è 25 ppm [10]. L'esposizione continua al fluoro e ai suoi sali porta a fluorosi del tessuto osseo e danni al sistema nervoso centrale.
Procedure di sicurezza molto rigide permettono il trasporto di fluoro liquido o gassoso in grandi quantità. La fluorosi è un’intossicazione da fluoro, oppure il semplice deposito di fluoro in alcuni organi (denti, ossa). Può avere varia origine, quella professionale è la più frequente (negli operai delle industrie dell’alluminio, del vetro, della ceramica ecc.). La fluorosi acuta si manifesta come una gastroenterite acuta emorragica, con convulsioni e, talora, collasso e morte. La fluorosi cronica si manifesta, in genere, dopo due o tre anni d’intossicazione, con caratteristiche alterazioni dentarie (decalcificazione della dentina e dello smalto), bronchiti e gastroenteriti croniche, degenerazione del fegato e del rene e alterazioni scheletriche (osteosclerosi, calcificazione di legamenti articolari ecc.). La cura delle forme acute è sintomatica; in quelle croniche si effettua con somministrazione di calcio e vitamina D.


SPETTRI ATOMICI DELL'ELEMENTO

Spettro atomico di assorbimento del fluoro:



Spettro atomico di emissione del fluoro:


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