Fluorine Element Facts

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F
19.00

The chemical element fluorine is classed as a halogen and a nonmetal . It was discovered in 1813 by Humphrey Davy.

Data Zone

Classification: Fluorine is a halogen and a nonmetal
Color: pale yellow
Atomic weight: 18.998403
State: gas
Melting point: -219.6 oC, 53.6 K
Boiling point: -188.1 oC, 85.1 K
Electrons: 9
Protons: 9
Neutrons in most abundant isotope: 10
Electron shells: 2,7
Electron configuration: 1s2 2s2 2p5
Density @ 20oC: 0.001696 g/cm3

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Atomic volume: 17.1 cm3/mol
Structure: cubic crystals in solid phase
Hardness:
Specific heat capacity 0.82 J g-1 K-1
Heat of fusion 0.510 kJ mol-1 of F2
Heat of atomization 79 kJ mol-1
Heat of vaporization 6.62 kJ mol-1 of F2
1st ionization energy 1681 kJ mol-1
2nd ionization energy 3374.1 kJ mol-1
3rd ionization energy 6050.3 kJ mol-1
Electron affinity 328 kJ mol-1
Minimum oxidation number -1
Min. common oxidation no. -1
Maximum oxidation number 0
Max. common oxidation no. 0
Electronegativity (Pauling Scale) 3.98
Volume de polarisabilité 0.634 Å3
Reaction with air none
Reaction with 3 M HNO3 ⇒ NO3F
Reaction with 6 M HCl vigorous, ⇒ HF, OF2, ClF3
Reaction with 6 M NaOH m vigorous, ⇒ O2, NaF
Oxide(s) OF2
Hydride(s) HF (fluoric acid)
Chloride(s) ClF, ClF3, ClF5
Atomic radius 50 pm
Ionic radius (1+ ion)
Ionic radius (2+ ion)
Ionic radius (3+ ion)
Ionic radius (1- ion) 119 pm
Ionic radius (2- ion)
Ionic radius (3- ion)
Thermal conductivity 0.0277 W m-1 K-1
Electrical conductivity
Freezing/Melting point: -219.6 oC, 53.6 K
fluoride/fluorine

The fluoride ion, from the element fluorine, inhibits tooth decay.

Fluorite in light

Fluorite (originally called fluorspar) crystals in daylight.

Fluorite in darkness

The same fluorite crystals fluorescing in darkness after exposure to light. Le phénomène de fluorescence a reçu son nom car il a été observé pour la première fois dans la fluorite. En fait, la lueur ne provient pas du fluor mais de petites quantités d’europium dans la fluorite. Crédits photos : Rob Lavinsky, iRocks.com

Découverte du fluor

Dr Doug Stewart

En 1530, le minéralogiste allemand Georgius Agricola décrit l’utilisation du spath fluor minéral dans le raffinage des métaux. Le spath fluoré (que nous connaissons maintenant est principalement du fluorure de calcium) était très utile car il se combinait avec les parties indésirables des minerais métalliques, permettant au métal pur de s’écouler et d’être collecté.

L’élément fluor n’avait pas encore été découvert et le « fluor » dans le spath fluoré venait du mot latin « fluere », qui signifie « couler », car c’est ce qu’il permettait aux métaux de faire. Le nom de l’élément fluor vient finalement du « fluor » dans le spath fluoré.

Plusieurs chimistes ont effectué des expériences sur le spath fluor au début des années 1800, notamment Gay Lussac, Louis Jacques Thenard, Humphry Davy, Carl Wilhelm Scheele et Joseph Priestley.(1)

Souvent, ils produisaient ce qu’ils appelaient l’acide fluorique – maintenant appelé acide fluorhydrique – un acide hautement réactif et potentiellement mortel. Même de petites éclaboussures de cet acide sur la peau peuvent être fatales.(2)

Plusieurs premières tentatives pour isoler le fluor ont conduit à des aveuglements et à des décès. Le chimiste anglais Humphrey Davy a écrit: « est une substance très active, et doit être examinée avec une grande prudence.(1)

En 1809, le scientifique français André-Marie Ampère a proposé que l’acide fluorique était un composé de l’hydrogène avec un nouvel élément. Il échangea des lettres avec Humphry Davy et, en 1813, Davy annonça la découverte du nouvel élément fluor, lui donnant le nom que lui suggérait Ampère.

Davy a écrit :  » it il semble raisonnable de conclure qu’il existe dans les composés fluorés une substance particulière, possédant de forts attraits pour les corps métalliques et l’hydrogène it elle peut être nommée fluor, nom que m’a suggéré M. Ampère. »(1)

Le fluor a finalement été isolé en 1886, par le chimiste français Henri Moissan – dont les travaux ont été interrompus à quatre reprises par un grave empoisonnement causé par l’élément qu’il poursuivait.(3)

Moissan a isolé le fluor par électrolyse du fluorure d’hydrogène de potassium sec et de l’acide fluorhydrique anhydre.

Pour limiter la corrosion, il a effectué son travail dans un récipient en platine et y a refroidi la solution électrolytique à -23 de (-31 oC.) Les bouchons étaient en fluorite (un nom plus moderne pour notre vieil ami spath fluoré, avec lequel nous avons commencé cette section). Du fluor a été produit à l’électrode positive.(3)

Henri Moissan a reçu le Prix Nobel de chimie en 1906 pour sa réalisation.

Faits intéressants sur le fluor

  • Henri Moissan, le premier à isoler le fluor, a également produit les premiers diamants artificiels au monde en appliquant d’énormes pressions sur le charbon de bois.
  • Le fluor est l’élément le plus réactif chimiquement. Il réagit, souvent très vigoureusement, avec tous les autres éléments sauf l’oxygène, l’hélium, le néon et le krypton.
  • Le fluor est l’élément le plus électronégatif. Cela signifie que dans les molécules, le fluor attire les électrons plus puissamment que tout autre élément.
  • L’acide fluorhydrique, HF, dissout le verre. Ses ions fluorure ont une grande affinité pour le calcium et peuvent causer la mort en interférant avec le métabolisme du calcium sanguin du corps lorsqu’ils sont absorbés par la peau.

Le gaz fluoré, lorsqu’il entre en contact avec d’autres produits chimiques, provoque des flammes.
Le gaz fluoré est tellement réactif que lorsqu’il s’écoule sur une brique, la brique s’enflamme !

Apparence et caractéristiques

Effets nocifs:

Le fluor est hautement toxique et corrosif.

Caractéristiques:

Le fluor est le plus réactif et le plus électronégatif de tous les éléments.

Le fluor est un gaz jaune pâle, diatomique, hautement corrosif et inflammable, à l’odeur âcre. C’est l’halogène le plus léger.

Il réagit violemment avec l’eau pour produire de l’oxygène et de l’acide fluorhydrique extrêmement corrosif.

Utilisations du fluor

Le fluor et ses composés – principalement l’hexafluorure d’uranium – sont utilisés dans le traitement du combustible nucléaire.

Les produits fluorés, y compris de nombreux plastiques à haute température tels que le téflon, sont également fabriqués à partir de fluor.

Les composés du fluor, y compris le fluorure de sodium, sont utilisés dans les dentifrices et dans l’eau potable pour prévenir les caries dentaires.

L’acide fluorhydrique peut dissoudre le verre et est utilisé pour graver le verre dans les ampoules et dans d’autres produits.

Les chlorofluorocarbures (CFC) étaient utilisés comme réfrigérants dans les climatiseurs et les congélateurs, mais ils ont maintenant été interdits car ils contribuent à l’appauvrissement de la couche d’ozone.

Abondance et Isotopes

Abondance croûte terrestre: 585 parties par million en poids, 104 parties par million en moles

Abondance système solaire: 500 parties par milliard en poids, 30 parties par milliard en moles

Coût, pur: 190 per par 100g

Coût, en vrac: per par 100g

Source: Dans la nature, le fluor se produit principalement dans les minéraux spath fluor (CaF2) et cryolite (Na3AlF6). Commercialement, la production de fluor implique l’électrolyse d’un mélange de fluorure de potassium fondu et d’acide fluorhydrique. Du fluor se forme à l’anode et de l’hydrogène à la cathode.

Isotopes: Le fluor a 11 isotopes dont les demi-vies sont connues, avec des nombres de masse de 15 à 25. Le fluor naturel se compose de son seul isotope stable, le 19F.

  1. H. Davy, Quelques Expériences et observations sur les Substances Produites dans différents Processus chimiques sur le longeron de Fluor., Transactions philosophiques de la Société Royale de Londres, Vol 103, (1813) p263-279.
  2. Faits Sur Le Fluorure D’Hydrogène. Centres pour le Contrôle et la Prévention des Maladies (CDC), Institut National de la Sécurité et de la Santé au Travail (NIOSH).
  3. Elvira Weeks, La Découverte des Éléments., J. Chem. Ed., Vol 9 No 11, (1933) p1915-1939.

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"Fluorine." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 16 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/fluorine.html>.

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