氟

　　一種化學元素，化學符號 F，原子序數9，原子量18.9984032，屬週期系ⅦA族。

　　發現　1812年法國A.－M.安培指出氫氟酸（見氟化氫）與鹽酸（見氯化氫）的組成相似，其中含有一種新元素，建議命名為fluor，但自由狀態的氟一直沒有制得。直到1886年，法國化學傢H.穆瓦桑將氟化鉀溶解在無水氫氟酸中進行電解，才制得單質氟。元素英文名來源於其主要礦物螢石（見氟化鈣）的英文名flluorite。

　　存在　由於氟非常活潑，自然界不存在遊離狀態的氟。氟在地殼中的含量為0.072％，重要的礦物有螢石(CaF₂，參見彩圖)、冰晶石(3NaF·AlF₃)、氟磷酸鈣〔Ca₅F(PO₄)₃〕。自然界中隻存在一種氟的同位素，即氟19。

螢石——氟化鈣礦石

　　性質　常溫下，氟為淡黃色氣體，有刺激性臭味；熔點－219.62°C，沸點－188.14°C，密度1.69克／升(15°C)。氟是電負性最高的元素，化學性質最活潑，除氦、氖、氬外，氟能同所有的元素化合。在低溫下，氟就能與溴、碘、硫、磷、砷、碳、矽猛烈化合，並常常產生火焰或處於熾熱狀態。氟與金屬的反應往往由於形成一層保護性的金屬氟化物而受到阻礙，必須提高溫度才能使反應繼續進行。

　　氟的電子構型為1s²2s²2p⁵。在二元化合物中，氟總是呈－1氧化態，其他元素則呈正的氧化態，而且常常呈最高的氧化態。氟離子體積小，容易與許多正離子形成穩定的配位化合物，例如氟矽酸鹽（SiF婇）、氟鋁酸鹽(AlF咶)、氟鐵酸鹽(FeF咶)。氟還能與水、氨和許多含氫無機物以及有機化合物反應。氟與水反應，被氧化的產物中不但有氧，而且還有臭氧、過氧化氫、二氟化氧。氟能從氯化物、溴化物、碘化物中置換出氯、溴、碘，也能把溴酸鹽氧化為高溴酸鹽。

　　氟與烴類發生難以控制的快速反應，為瞭控制這類反應，常用惰性氣體或氮氣稀釋氟。如果烴類中的一部分氫被氟取代，可形成含氟烴和氟化氫；如果烴中的氫全部被氟取代，則形成氟碳化物和氟化氫。含氟烴多數不夠穩定，易失去氟化氫，故不易制備和保存；氟碳化物（如三氟甲烷、聚四氟乙烯等）及其衍生物則有很高的化學穩定性和熱穩定性，還有一些特殊的物理化學性質。

　　制法　氟是氧化性最強的物質，沒有任何一種氧化劑能把它從其化合物中置換出來，唯一的方法就是用電解法氧化氟離子，通常用來電解的是無水氟化氫-氟化鉀體系，氟化鉀的作用是增強導電性。在石墨陽極上得到單質氟，而在銅制或鋼制陰極上得到氫氣。

　　應用　單質氟主要用作氟化劑，以制取各種有用的氟化物。在原子能工業中，利用²³⁵UF₆和²³⁸UF₆擴散速度的不同來分離同位素鈾235和鈾238(見鈾同位素分離)；氣態的六氟化硫SF₆具有高的介電常數和高絕緣性能；三氟化硼是有機反應的催化劑；三氟化鈷、氟化銀(Ⅱ)、二氟化氙等都是優良的氟化劑；單質氟由於燃燒時可放出很高的能量而被用作火箭燃料，它與液體氧或活性氟化物混合使用，會有更多的工程上的優點。

　　毒性　單質氟具有刺激性，能強烈刺激眼、鼻、口腔、氣管等的粘膜，若吸入較多，則會嚴重中毒，甚至死亡。因此，在制備和使用時需戴安全眼罩、防毒面具和長臂手套。

　　

參考書目

　M.C.斯尼特等編，何兆雄等譯：《無機化學大綱》，第3卷，上海科學技術出版社，上海，1963。(M.C.Sneed，et al.，ed.，Comprehensive Inorganic Chemistry，Vol.3，Macmillan，London，1953.)