Flúor


Símbolo: F
Clasificación: Elementos halógenos Grupo 17 No metal
Número Atómico: 9
Masa Atómica: 18,9984
Número de protones/electrones: 9
Número de neutrones (Isótopo 19-F): 10
Estructura electrónica: [He] 2s2 2p5
Electrones en los niveles de energía: 2, 7
Números de oxidación: -1
Electronegatividad: 3,98
Energía de ionización (kJ.mol-1): 1680
Afinidad electrónica (kJ.mol-1): 328
Radio atómico (pm): 64
Radio iónico (pm) (carga del ion): 133 (-1)

Entalpía de fusión (kJ.mol-1): 0,255
Entalpía de vaporización (kJ.mol-1): 3,27
Punto de Fusión (ºC): -219,62
Punto de Ebullición (ºC): -188,14
Densidad (kg/m3): 1,696; (0 ºC)
Volumen atómico (cm3/mol): 12,53
Estructura cristalina: Cúbica
Color: Amarillo-verdoso
Propiedades comparadas



Isótopos: Un isótopo natural (19-F). Quince inestables cuyo período de semidesintegración oscila entre 59 milisegundos (25-F) y 109,77 minutos (18-F).
Descubierto en: 1886
Descubierto por: J. H. Moissan
Fuentes: Agua del mar, fluorita (CaF2), apatito [Ca5(PO4)3(F,Cl)].
Usos: El Teflón es un polímero que contiene flúor. Se utiliza en la separación de isótopos del uranio (UF6). Obtención de SF6 que se utiliza como material dieléctrico. Obtención de HF. Refrigerantes (su uso está prohibido). Dentífricos.
Curiosidades sobre el elemento: En 1529, George Agrícola describió el uso de espato flúor (fluorita) como fundente, y en 1670 Schwandhard encontró que el vidrio se grababa cuando se exponía a espato flúor tratado con ácido. Scheele y otros, entre los que se incluyen, Davy, Gay-Lussac, Lavoisier y Thenard, experimentaron con ácido fluorhídrico; algunos experimentos acabaron mal. Fue aislado en 1866 por Moissan después de casi 74 años de continuos intentos.
Es relativamente abundante, aunque no se encuentra en estado elemental. Se encuentra en la corteza en un 0,0585% en peso. El agua de mar contiene alrededor de 1,2 mg de fluoruros por litro y las aguas dulces cerca de 0,2 mg/l. Los minerales de flúor más importantes son: fluorita o espato flúor, criolita (Na3AlF6), apatito, topacio [Al2(SiO4)(OH,F)2], quiolita [Na5(Al3F14)]. Los fosfatos contienen como impurezas grandes cantidades de fluoroapatito [Ca5(PO4)3F].
Hasta la Segunda Guerra Mundial la producción comercial de flúor era nula. El proyecto de obtención de la bomba nuclear (proyecto Manhattan) hizo necesario producir grandes cantidades: obtención de hexafluoruro de uranio (este compuesto absorbe el 60% de la producción de flúor), para la separación de isótopos fisionables y no fisionables de uranio.
Se obtiene por electrólisis del fluoruro ácido de potasio anhidro (KF.3HF) fundido a temperaturas entre 70-130ºC. También se obtiene como subproducto en la síntesis de ácido fosfórico y superfosfatos.
El flúor es un gas corrosivo amarillo claro (incoloro en finas capas), venenoso y de olor penetrante. Es inflamable y el fuego no hay forma de apagarse.
El flúor es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos; reacciona con sustancias inorgánicas: hidrógeno, azufre, fósforo. Si están finamente divididos, metales, vidrios, cerámicas, carbono e incluso agua y amoníaco, arden con el flúor con llama brillante. Con sustancias orgánicas las reacciones son muy violentas. Existen compuestos de flúor con xenón, radón y kriptón.
Es uno de los oxidantes más fuertes.
Presnta dos modificaciones: a-F2 (Monoclínica) que se transforma en b-F2 (Cúbica) a -227ºC.
Hay más de 100 sustancias comerciales obtenidas a partir del flúor o sus compuestos: plásticos termorresistentes, refrigerantes (fluoroclorohidrocarburos: freón-12 o CCl2F2, teflón o (CF2)n,...), grabado de vidrio (vidrio a base de silicatos y boratos), etc. Una hipótesis dice que si se sustituye el hidrógeno por flúor en los compuestos orgánicos, se obtendría un número enorme de compuestos de flúor.
Se ha estudiado el uso del flúor elemental como propelente de cohetes debido a su alto valor específico de impulso, junto a la hidracina (N2H4).
Entre sus compuestos destacan:
El ácido fluorhídrico (HF), líquido (PE 19,9 ºC) venenoso, que ataca el vidrio (de borosilicato). También disuelve la celulosa, pero no la lignina. Se emplea para grabado de vidrio, tratamiento de la madera, de superficies de hierro, aluminio y semiconductores y en la fabricación de hidrocarburos fluorados.
El SF6 se emplea como material dieléctrico.
Es un oligoelemento importante: la presencia de flúor como fluoruro soluble en el agua potable en cantidades de 2 ppm produce esmaltes jaspeados en los dientes de niños que están adquiriendo su dentadura permanente: el ion fluoruro facilita la formación de fluoroapatito [Ca5(PO4)3F] en lugar de apatito [Ca5(PO4)3(OH)], más soluble en ácidos. Si está en cantidades menores, debe añadirse al agua para impedir las caries (se añade en forma de Na2SiF6, NaF y HF en concentraciones de 1 mg/l). Los dientes y huesos contienen aproximadamente un 0,001% de fluoruros.
El F2 es un gas venenoso y de olor penetrante, detectable en concentraciones de 20 ppb, que están por debajo del nivel de seguridad. Inflamable y el fuego originado no puede prácticamente apagarse. El ion fluoruro es también muy tóxico.
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©Antonio Jiménez