在所有的元素中,要算氟最活潑了。
氟是淡黃色的氣體,有特殊難聞的臭味,劇毒。在- 188℃以下,凝成黃色的液體。在-223℃變成黃色結(jié)晶體。在常溫下,氟幾乎能和所有的元素化合:大多數(shù)金屬都會被氟腐蝕,堿金屬在氟氣中會燃燒,甚至連黃金在受熱后,也能在氟氣中燃燒!許多非金屬,如硅、磷、硫等同樣也會在氟氣中燃燒。如果把氟通入水中,它會把水中的氫奪走,放出原子氧。例外的只有鉑,在常溫下不會被氟腐蝕(高溫時仍被腐蝕),因此,在用電解法制造氟時,便用鉑作電極。
在原子能工業(yè)上,氟有著重要的用途:人們用氟從鈾礦中提取鈾235,因為鈾和氟的化合物很易揮發(fā),用分餾法可以把它和其它雜質(zhì)分開,得到十分純凈的鈾235。鈾235是制造原子彈的原料。在鈾的所有化合物中,只有氟化物具有很好的揮發(fā)性能。
氟最重要的化合物是氟化氫。氟化氫很易溶解于水,水溶液叫氫氟酸,這正如氯化氫的水溶液叫氫氯酸(俗名叫鹽酸)一樣。氫氟酸都是裝在聚乙烯塑料瓶里的。如果裝在玻璃瓶里的話,過一會兒,整個玻璃瓶都會被它溶解掉——因為它能強烈地腐蝕玻璃。人們便利用它的這一特性,先在玻璃上涂一層石蠟,再用刀子劃破蠟層刻成花紋,涂上氫氟酸。過了一會兒,洗去殘余的氫氟酸,刮掉蠟層,玻璃上便出現(xiàn)美麗的花紋。玻璃杯上的刻花、玻璃儀器上的刻度,都是用氫氟酸“刻”成的。由于氫氟酸會強烈腐蝕玻璃,所以在制造氫氟酸時不能使用玻璃的設(shè)備,而必須在鉛制設(shè)備中進行。
在工業(yè)上,氟化氫大量被用來制造聚四氟乙烯塑料。聚四氟乙烯號稱“塑料之王”,具有極好的耐腐蝕性能,即使是浸在王水中,也不會被侵蝕。它又耐250℃以上的高溫和-269.3℃以下的低溫。在原子能工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、超低溫研究和宇宙火箭等尖端科學(xué)技術(shù)中,有著重要的應(yīng)用。我國在1965年已試制成功“聚四氟乙烯”。聚四氟乙烯的表面非常光滑,滴水不沾。人們用它來制造自來水筆的筆尖,吸完墨水后,不必再用紙來擦凈墨水,因為它表面上一點墨水也不沾。氟化氫也被用來氟化一些有機化合物。著名的冷凍劑“氟利昂”,便是氟與碳、氯的化合物。在釀酒工業(yè)上,人們用氫氟酸殺死一些對發(fā)酵有害的細(xì)菌。
氫氟酸的鹽類,如氟化鍶、氟化鈉、氟化亞錫等,對乳酸桿菌有顯著的抑制能力,被用來制造防齲牙膏。常見的“氟化鍶”牙膏,便含有大約千分之一的氟化鍶。
在大自然中,氟的分布很廣,約占地殼總重量的萬分之二。最重要的氟礦是螢石——氟化鈣。螢石很漂亮,有玻璃般的光澤,正方塊狀,隨著所含的雜質(zhì)不同,有淡黃、淺綠、淡藍(lán)、紫、黑、紅等色。我國在古代便已知道螢石了,并用它制作裝飾品。現(xiàn)在,螢石大量被用來制造氟化氫和氟。在煉鋁工業(yè)上,也消耗大量的螢石,因為用電解法制鋁時,加入冰晶石(較純的氟化鈣晶體)可降低氧化鋁的熔點。天然的冰晶石很少,要用螢石作原料來制造。除了螢石外,磷灰石中也含有3%的氟。土壤中約平均含氟萬分之二,海水中含氟約一千萬分之一。
在人體中,氟主要集中在骨骼和牙齒。特別是牙齒,含氟達(dá)萬分之二。牡蠣殼的含氟量約比海水含氟量高二十倍。植物體也含氟,尤其是蔥和豆類含氟最多。
氟是瑞典化學(xué)家社勒在1771年發(fā)現(xiàn)的。1810年,英國化學(xué)家戴維把它命名為氟,拉丁文的原意就是“螢石”。由于氟很活潑,不易制取,所以直到1886年,法國化學(xué)家莫瓦桑才第一次制得了游離態(tài)的氟。