najbardziej reaktywny pierwiastek w układzie okresowym, fluor ma gwałtowną historię w poszukiwaniu swojego odkrycia. Pomimo trudnych i czasami wybuchowych właściwości fluoru, jest on istotnym elementem dla ludzi i zwierząt, dlatego jest powszechnie spotykany w wodzie pitnej i pastach do zębów.

tylko fakty

• liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 9
• symbol atomowy (w układzie okresowym pierwiastków): F
• masa atomowa (średnia masa atomu): 18,998
• gęstość: 0.001696 gramów na centymetr sześcienny
• Faza w temperaturze pokojowej: Gaz
• Temperatura topnienia: minus 363,32 stopni Fahrenheita (minus 219,62 stopni Celsjusza)
• Temperatura wrzenia: minus 306,62 stopni F (minus 188,12 stopni C)
• liczba izotopów (atomów tego samego pierwiastka z inną liczbą neutronów): 18
• izotopy: F-19 (100% naturalnej obfitości)

Historia

pierwsi chemicy próbowali od lat izolować pierwiastek z różnych fluorków. Dopiero w 1986 roku niemiecki chemik Karl O. Christie z powodzeniem zsyntetyzował fluor, a swoje wyniki opisał w czasopiśmie Inorganic Chemistry. Fluor nie występuje w naturze, ale w 2012 roku naukowcy odkryli niewielkie ilości fluoru uwięzione w antozonicie, rodzaju radioaktywnego fluoru.

przez wieki mineralny fluoryt był używany do rafinacji metali. Znany dziś jako fluorek wapnia (CaF2), był używany jako strumień do oddzielania czystego metalu od niepożądanych minerałów w Rudzie, zgodnie z Chemicool. „Fluor” pochodzi od łacińskiego słowa „fluere”, co oznacza „płynąć”, ponieważ to właśnie fluor pozwolił metalom robić. Minerał był również nazywany czeskim szmaragdem i był używany do wytrawiania szkła, zgodnie z Jefferson Laboratory.

wielu naukowców przez dziesięciolecia próbowało eksperymentować z fluorem, aby lepiej poznać jego właściwości, a także jego skład. W swoich eksperymentach chemicy często wytwarzali kwas fluorowy (dziś znany jako kwas fluorowodorowy, HF), niezwykle reaktywny i niebezpieczny kwas. Nawet małe rozpryski tego kwasu na skórze mogą być śmiertelne, według Chemicool. Kilku naukowców zostało rannych, oślepionych lub zabitych w niektórych eksperymentach.

na początku XIX wieku naukowcy Andre-Marie Ampere z Francji i Humphry Davy z Anglii korespondowali na temat możliwości nowego pierwiastka w kwasie. W 1813 Davy ogłosił odkrycie nowego pierwiastka i nazwał go fluorem od sugestii Ampere ’ a.

Henri Moissan, francuski chemik, w końcu wyizolował fluor w 1886 roku — po kilkukrotnym zatruciu w swoim pościgu. W 1906 otrzymał Nagrodę Nobla za izolowanie fluoru przez elektrolizę suchego fluorowodoru potasu (KHF2) i suchego kwasu fluorowodorowego.

zastosowania fluoru

od wielu lat sole fluoru lub fluorki są stosowane w spawaniu i do lukrowania szkła, zgodnie z Royal Society. Na przykład kwas fluorowodorowy jest używany do trawienia szkła żarówek.

fluor jest ważnym elementem w przemyśle energii jądrowej, według Royal Society. Jest on używany do produkcji sześciofluorku uranu, który jest potrzebny do oddzielania izotopów uranu. Sześciofluorek siarki jest gazem stosowanym do izolacji transformatorów elektrycznych dużej mocy.

Chlorofluorowęglowodory (CFC) były kiedyś używane w aerozolach, lodówkach, klimatyzatorach, piankowych opakowaniach żywności i gaśnicach. Według National Institutes of Health takie zastosowania są zakazane od 1996 r., ponieważ przyczyniają się do zubożenia warstwy ozonowej. Przed 2009 r.CFC były stosowane w inhalatorach do zwalczania astmy, ale tego typu inhalatory były stopniowo wycofywane w 2013 r.

fluor jest stosowany w wielu fluorochemikaliach, w tym rozpuszczalnikach i wysokotemperaturowych tworzywach sztucznych, takich jak Teflon (Poli(tetrafluoroeten), PTFE). Teflon jest dobrze znany ze swoich właściwości antyadhezyjnych i jest stosowany w patelniach. Jest również stosowany do izolacji kabli, do taśmy hydraulicznej i jako podstawa Gore-Tex® (stosowana w wodoodpornych butach i odzieży).

fluor jest dodawany do miejskich zasobów wodnych w proporcji około jednej części na milion, aby zapobiec próchnicy zębów, według Jefferson Lab. Kilka związków fluoru dodaje się do pasty do zębów, również w celu zapobiegania próchnicy zębów.

wpływ fluoru na zdrowie i środowisko

chociaż wszyscy ludzie i zwierzęta są narażeni na działanie fluoru i potrzebują niewielkich ilości fluoru, pierwiastek w każdej wystarczająco dużej dawce jest niezwykle toksyczny i niebezpieczny. Według firmy Lenntech fluor można naturalnie znaleźć w wodzie, powietrzu oraz produktach pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w niewielkich ilościach. Większe ilości fluoru znajdują się w kilku produktach spożywczych, takich jak herbata i skorupiaki.

podczas gdy małe ilości fluoru są niezbędne do utrzymania siły naszych kości i zębów, zbyt wiele może mieć odwrotny efekt powodujący osteoporozę lub próchnicę zębów, a także potencjalnie szkodzić nerkom, nerwom i mięśniom.

fluor w postaci gazowej jest niezwykle niebezpieczny. Niewielkie ilości fluoru mogą powodować podrażnienia oczu i nosa, podczas gdy większe ilości mogą być śmiertelne, według Lenntech. Kwas fluorowodorowy, jako inny przykład, może również okazać się śmiertelny, gdy wystąpi nawet niewielki plusk na skórze, zgodnie z Chemicool.

w środowisku fluor, trzynasty najliczniejszy pierwiastek w skorupie ziemskiej, zazwyczaj osadza się w glebie i łatwo łączy się z glebą, skałą, węglem i gliną, według Lenntech. Rośliny mogą absorbować fluor z gleby, chociaż wysokie stężenia mogą prowadzić do uszkodzeń. Na przykład kukurydza i morele należą do roślin, które są najbardziej podatne na uszkodzenia i zmniejszenie wzrostu pod wpływem podwyższonego poziomu fluoru.

kto by pomyślał?

• ponieważ fluor jest najbardziej chemicznie reaktywnym pierwiastkiem, należy obchodzić się z nim z najwyższą ostrożnością, ponieważ może czasami eksplodować w kontakcie ze wszystkimi innymi pierwiastkami, z wyjątkiem tlenu, helu, neonu i kryptonu, zgodnie z Chemicool.
• wełna stalowa wybucha w płomieniach po wystawieniu na działanie fluoru, zgodnie z Royal Society of Chemistry.
• fluor jest również pierwiastkiem najbardziej elektroujemnym. Fluor przyciąga elektrony łatwiej niż jakikolwiek inny pierwiastek.
• średnio ilość fluoru w ludzkim ciele wynosi trzy miligramy.
• fluor jest wydobywany głównie w Chinach, Mongolii, Rosji, Meksyku i Republice Południowej Afryki, zgodnie z koalicją Minerals Education Coalition.
• fluor powstaje w gwiazdach podobnych do Słońca pod koniec ich życia, zgodnie z artykułem z 2014 roku opublikowanym w czasopiśmie Astrophysical Letters. Pierwiastek powstaje pod wyższym ciśnieniem i temperaturą wewnątrz gwiazdy, gdy rozszerza się, aby stać się czerwonym olbrzymem. Kiedy zewnętrzne warstwy gwiazdy są odpychane, tworząc mgławicę planetarną, fluor podróżuje wraz z innymi gazami do ośrodka międzygwiezdnego, ostatecznie tworząc nowe gwiazdy i planety.
• według Journal of Chemistry około 25 procent leków i leków, w tym leków na raka, ośrodkowego układu nerwowego i układu sercowo-naczyniowego, zawiera pewną formę fluoru.

aktualne badania

chociaż fluor może być toksyczny, gdy stężenie w organizmie jest zbyt wysokie, może być również korzystnym elementem do włączenia do leków przeciwnowotworowych, zgodnie z artykułem z 2018 roku opublikowanym w Journal of fluor Chemistry. Według badań zastąpienie wiązań węgiel-wodór lub węgiel-tlen wiązaniem węgiel-fluor w aktywnych składnikach leku zwykle wykazuje poprawę skuteczności leków, w tym wyższą stabilność metaboliczną, zwiększone wiązanie z cząsteczkami docelowymi i zwiększoną przepuszczalność błony. Oczekuje się, że wraz ze zwiększoną skutecznością leków, w połączeniu z specyficznymi dla nowotworu lekami docelowymi lub ukierunkowanymi systemami dostarczania leków, jakość życia pacjentów z rakiem może być znacznie poprawiona w porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak chemioterapia, w której komórki nowotworowe, a także zdrowe komórki, są ukierunkowane przez leki.

Ta nowa generacja leków walczących z rakiem, a także sondy fluorowe do dostarczania leków, zostały przetestowane przeciwko komórkom macierzystym raka i okazały się obiecujące w celowaniu i walce z komórkami macierzystymi raka, zgodnie z badaniem. Naukowcy odkryli, że leki zawierające fluor były kilkakrotnie bardziej aktywne przeciwko różnym komórkom macierzystym raka i wykazywały lepszą stabilność niż tradycyjne leki zwalczające raka.