Фтор

Содержание

Изотопный состав

Фтор является моноизотопным элементом, так как в природе существует только один стабильный изотоп фтора 19F. Известны еще 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31, и один ядерный изомер — 18Fm. Самым долгоживущим из радиоактивных изотопов фтора является 18F с периодом полураспада 109,771 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

Ядерные свойства изотопов фтора

Изотоп Относительная масса, а.е.м. Период полураспада Тип распада Ядерный спин Ядерный магнитный момент
17F 17,0020952 64,5 c β+-распад в 17O 5/2 4.722
18F 18,000938 1,83 часа β+-распад в 18O 1
19F 18,99840322 Стабилен 1/2 2.629
20F 19,9999813 11 c β−-распад в 20Ne 2 2.094
21F 20,999949 4,2 c β−-распад в 21Ne 5/2
22F 22,00300 4,23 c β−-распад в 22Ne 4
23F 23,00357 2,2 c β−-распад в 23Ne 5/2

Магнитные свойства ядер

Ядра изотопа 19F имеют полуцелый спин, поэтому возможно применение этих ядер для ЯМР-исследований молекул. Спектры ЯМР-19F являются достаточно характеристичными для фторорганических соединений.

Хроническое отравление[править | править код]

Это отравление называется флюорозом. У человека оно проявляется в основном остеосклерозом и пятнистым поражением эмали. Для остеосклероза характерно увеличение плотности костной ткани вследствие активации остеобластов и замещения гидроксиапатита более плотным фторапатитом. При рентгенографии выявляется поражение костей разной степени: от едва различимых изменений до выраженного утолщения длинных трубчатых костей, множественных экзостозов с обызвествлением связок, сухожилий и участков прикрепления мышц. В наиболее тяжелых случаях больной теряет трудоспособность и становится калекой.

Пятнистое поражение эмали

— хорошо известная патология, впервые описанная более 60 лет назад. В легких случаях на зубной эмали появляются непрозрачные меловидные пятна неправильной формы. В тяжелых случаях на поверхности зубов видны отдельные или сливающиеся темно-коричневые или черные углубления. Поражение возникает из-за нарушения способности клеток зуба к выработке эмали. Такое нарушение может иметь разные причины, и избыточное поступление фтора в организм — лишь одна из них.

Пятнистое поражение эмали — болезнь формирующихся зубов, на прорезавшиеся зубы избыток фтора уже не действует. Это один из первых видимых признаков флюороза у ребенка. Постоянное потребление воды с концентрацией фтора около 1 мг/л может привести лишь к очень незначительным изменениям эмали у 10% детей; при концентрации фтора 4—6 мг/л поражение зубов, причем гораздо более выраженное, отмечается почти у 100% детей.

Раньше в некоторых районах мира, например в г. Помпеи (Италия) или вблизи горы Пайкс-пик (штат Колорадо, США), где вода содержит большое количество фтора, выраженное поражение зубной эмали встречалось очень часто. В воде некоторых засушливых областей на юго-западе США фтор присутствует в очень высоких концентрациях, и у пасущегося там скота распространено поражение костей. В настоящее время федеральное законодательство США требует снижения уровня фтора в питьевой воде таких районов или использования других источников водоснабжения. Постоянное потребление воды с концентрацией фтора 4 мг/л со временем приводит к уменьшению массы компактного вещества кости и ускорению резорбции костной ткани (Sowers et al., 1991).

Препараты фтора для зубов

Есть множество препаратов фтора для зубов. Это растворы, пасты, пенки, гели, лаки и даже пломбировочные материалы, которые выделяют фтор. Разные препараты применяются в разных условиях: одни (пасты, гели, пенки) – дома, другие (лаки, пломбировочные материалы) – только в кабинете у стоматолога.

Соединения фтора в их составе тоже разные. Давайте разбираться, какие лучше, эффективнее и стоят того, чтобы поискать их в составе зубной пасты на магазинной полке

Для наглядности буду сразу акцентировать внимание на их плюсах и минусах

Соединения фтора бывают неорганические и органические. Первые еще и делятся на легко и медленно диссоциирующие (высвобождающие из себя фтор).

Неорганические легко диссоциирующие соединения фтора – это фторид натрия, фторид олова, кислотный фосфат-фторид натрия.

Фторид натрия (Sodium fluoride) используется наиболее широко.

Плюсы + Минусы –
быстро высвобождает фтор (как и все соединения этой группы) сочетается только с кремниевыми абразивами (silica)
хорошо фиксируется в зубной бляшке и на слизистой оболочке полости рта быстро выводится из полости рта
образует фторид кальция (чем он хорош, мы говорили раньше)

Фторид олова (Tin fluoride)

+
олово обладает антимикробным эффектом имеет неприятный вкус
образуется и осаждается фосфат-фторид олова, который замедляет кариозный процесс тот же фосфат-фторид окрашивает деминерализованную эмаль

раздражает воспаленную десну

быстро разрушается в водных растворах

Кислотный фосфат-фторид натрия (APF) очень распространен в США и Канаде.

+
в кислой среде APF образуется больше фторида кальция и кислоты HF, которая проникает глубоко в эмаль кислый вкус

кислота повреждает керамические и композитные реставраций

фосфат усиливает внедрение фтора в эмаль

Медленно диссоциирующие неорганические соединения фтора – это нейтральный монофторфосфат натрия, фторид кальция.

Нейтральный монофторфосфат натрия (Sodium monofluorophosphate) широко применялся до 1985 года, потому что сочетался с используемыми на тот момент абразивами – мелом и пемзой. В наше время его можно встретить редко из-за множества недостатков:

+
захватывается бактериями полости рта не влияет на образование кислоты в зубной бляшке
не образует достаточного количества фторида кальция
быстро выводится из полости рта
непродолжительный контакт фторида с эмалью из-за его медленного высвобождения и быстрого выведения самого соединения

Фторид кальция используется во фтор-лаках в высокой концентрации. Он не токсичный, легко включается в микропоры эмали, а в кислой среде высвобождает ионы фтора и кальция.

Аминофторид

Самое популярное органическое соединение фтора – это аминофторид (Olaflur, Amifluor). Оно является самым эффективным в настоящее время, имея множество преимуществ:

+
хорошо распределяется, долго удерживается на эмали благодаря своей структуре поверхностно-активного вещества специфический вкус

может окрашивать зубы в серый цвет (при плохой гигиене)

высокая стоимость, сложное производство

образует фторид кальция, который сохраняется гораздо дольше
создает кислую среду для лучшего взаимодействия фторида с эмалью
выраженный антимикробный эффект
нарушает адгезию микроорганизмов к зубу, замедляет образование и рост зубной бляшки
создает депо фторида в более глубоких, подповерхностных слоях эмали

Источники фторидов

Основным пищевым источником фтора является питьевая вода. С пищевыми продуктами человек может получать только треть всего объема необходимого фтора, остальная часть поступает в организм с водой.

Среди источников фтора также выделяют:

  • рыбу (скумбрия, треска, сом);
  • субпродукты (печень);
  • орехи,
  • мясо (баранина, телятина);
  • овсяную крупу,
  • молоко,
  • яйца,
  • шпинат и пр.

Несмотря на тот факт, что фториды постоянно поступают в организм с водой и пищей, встречаются случаи, когда можно наблюдать дефицит фтора в организме. Его основными причинами называют нарушение обмена веществ и неверно составленный рацион питания человека.

Последствия дефицита фторидов в организме характеризуются повышенным риском развития кариеса зубов и возникновения явления остеопороза. Для организма также опасно состояние избытка фтора.

Полезные свойства фтора и его влияние на организм

Организме человека фтор выполняет немало полезных функций. Он отвечает за укрепление иммунитета. Также в Тур участвует в обмене веществ и минерализации костной ткани. Защищает зубную эмаль. Фтор препятствует преждевременному развитию остеопороза, укрепляет костный скелет. Благодаря фтору происходит рост волос и ногтей, он стимулирует кровообращение всего организма.

Фтор не просто так входят в состав многих зубных паст, он помогает защитить зубную эмаль от развития кариеса.Благодаря фтору срастания костей после перелома происходит более быстро. Также данные микроэлемент принимают участие в формировании скелета, И поддерживать его функционирования на протяжении всей жизни. присутствие данного компонента в организме снижают кислотность и бактерий бактерий, мы вызвать проблемы с зубами.

Помогает лучше усваивается железу, он ускоряет процесс выведения из организма радионуклидов и солей тяжёлых металлов. полезные свойства фтора были оценены в медицине. Его соединения входят в состав новых лекарственных препаратов, кровезаменителей, искусственных клапанов сердца.

Физические свойства[править | править код]

При нормальных условиях представляет собой бледно-жёлтый газ. В малых концентрациях в воздухе его запах напоминает одновременно озон и хлор. Очень агрессивен и сильно ядовит.

Фтор имеет аномально низкую температуру кипения (85,03 К, −188,12°C) и плавления (53,53 К, −219,70 °C). Это связано с тем, что фтор не имеет d-подуровня и не способен образовывать полуторные связи, в отличие от остальных галогенов (кратность связи в остальных галогенах примерно 1,1).

Ниже температуры плавления образует кристаллы бледно-жёлтого цвета.

Электронное строениеправить | править код

Электронная конфигурация внешнего электронного уровня атома фтора

Электронная конфигурация атома фтора: 1s22s22p5.

Атомы фтора в соединениях могут проявлять степень окисления, равную −1. Положительные степени окисления в соединениях неизвестны, так как фтор является самым электроотрицательным элементом.

Квантовохимический терм атома фтора — 2P3/2.

Строение молекулыправить | править код

Применение метода МО для молекулы F2

С точки зрения теории молекулярных орбиталей, строение двухатомной молекулы фтора можно охарактеризовать следующей диаграммой. В молекуле присутствует 4 связывающих орбитали и 3 разрыхляющих. Порядок связи в молекуле равен 1.

Кристаллыправить | править код

Кристаллическая структура α-фтора (стабильная при атмосферном давлении)

Фтор образует молекулярные кристаллы с двумя кристаллическими модификациями, стабильными при атмосферном давлении:

  • α-фтор, непрозрачный, твёрдый и хрупкий, существует при температуре ниже 45,6 K, кристаллическая решётка моноклинной сингонии, пространственная группа C 2/c, параметры ячейки a = 0,54780(12) нм, b = 0,32701(7) нм, c = 0,72651(17) нм, β = 102,088(18)°, Z = 4, d = 1,98 г/см3 с объёмом элементарной ячейки 0,12726(5) нм3 (при 10 К);
  • β-фтор, прозрачный, менее плотный и твёрдый, существует в интервале температур от 45,6 К до точки плавления 53,53 K, кристаллическая решётка кубической сингонии (примитивная решётка), пространственная группа Pm3n, параметры ячейки a = 0,65314(15) нм, Z = 8, d = 1,81 г/см3 с объёмом элементарной ячейки 0,27862(11) нм3 (при 48 К), решётка изотипична γ-фазе O2 и δ-фазе N2. Следует отметить, что в раннем (но единственном проведённом до 2019 года) эксперименте по изучению структуры β-фтора рентгенографическая плотность кристалла была оценена как 1,70(5) г/см3, и эта плотность твёрдого фтора цитируется в большинстве справочников. Более точное современное измерение даёт 1,8104(12) г/см3.

Фазовый переход между этими кристаллическими фазами фтора более экзотермичен, чем затвердевание жидкого фтора. Фаза ромбической сингонии у твёрдого фтора не обнаружена, в отличие от всех прочих галогенов. Молекулы α-фтора разупорядочены по направлению. Длина связи F—F в молекулах составляет 0,1404(12) нм.

Даже при столь низких температурах взаимодействие кристаллов фтора со многими веществами приводит к взрыву.

Изотопный составправить | править код

Фтор является моноизотопным элементом: в природе существует только один стабильный изотоп фтора 19F. Известны ещё 17 радиоактивных изотопов фтора с массовым числом от 14 до 31 и один ядерный изомер — 18mF. Самым долгоживущим из радиоактивных изотопов фтора является 18F с периодом полураспада 109,771 минуты, важный источник позитронов, использующийся в позитрон-эмиссионной томографии.

Ядерные свойства изотопов фтораправить | править код

Изотоп Относительная масса, а. е. м. Период полураспада Тип распада Ядерный спин Ядерный магнитный момент
17F 17,0020952 64,5 c β+-распад в 17O 5/2 4,722
18F 18,000938 1,83 часа β+-распад в 18O 1
19F 18,99840322 Стабилен 1/2 2,629
20F 19,9999813 11 c β−-распад в 20Ne 2 2,094
21F 20,999949 4,2 c β−-распад в 21Ne 5/2
22F 22,00300 4,23 c β−-распад в 22Ne 4
23F 23,00357 2,2 c β−-распад в 23Ne 5/2

Магнитные свойства ядерправить | править код

Ядра изотопа 19F имеют полуцелый спин, поэтому возможно применение этих ядер для ЯМР-исследований молекул. Спектры ЯМР-19F являются достаточно характеристичными для фторорганических соединений.

Применение[править | править код]

Фтор используется для получения:

  • фреонов — широко распространённых хладагентов;
  • фторопластов — химически инертных полимеров;
  • элегаза SF6 — газообразного изолятора, применяемого в высоковольтной электротехнике;
  • гексафторида урана UF6, применяемого для разделения изотопов урана в ядерной промышленности;
  • гексафтороалюмината натрия — электролита для получения алюминия путём электролиза;
  • фторидов металлов (например, W и V), которые обладают некоторыми полезными свойствами.

Ракетная техникаправить | править код

Фтор и некоторые его соединения являются сильными окислителями, поэтому могут применяться в качестве окислителя в ракетных топливах. Очень высокая эффективность фтора вызывала значительный интерес к нему и его соединениям. На заре космической эры в СССР и других странах существовали программы исследования фторсодержащих видов ракетного топлива. Однако продукты горения с фторсодержащими окислителями токсичны. Поэтому топлива на основе фтора не получили распространения в современной ракетной технике.

Применение в медицинеправить | править код

Фторированные углеводороды (например перфтордекалин) применяются в медицине как кровезаменители. Существует множество медицинских препаратов, содержащих фтор в структуре (фторотан, фторурацил, флуоксетин, галоперидол и др.). Фториды натрия, калия и др. в строго дозированных микроколичествах применяются для профилактики кариеса (см. ниже).

Фторид натрия

Фторид натрия (NaF) является сходным по строению, кристаллической решетке с хлоридом натрия (NaCl), который является обычной поваренной солью, используемой повсеместно. Но(!) фторид натрия является крайне токсичным веществом, уступая лишь дихромату аммония ((NH4)2Cr2O7) в токсичности. Этот фторид является основным компонентом некоторых крысиных ядов. Он также опасен и для других животных, в том числе и человека, способен вызывать раковые опухоли (например, саркому Юинга), остеопороз, помимо того он разрушает эмаль зубов, которая является одной из самых прочных образований в теле человека.

Как правильно понимать химические формулы?

При записи химических формул нередко встречаются цифры, которые записывают перед химической формулой.

Например, 2Na, или 5О2. Что обозначают эти цифры и для чего они нужны? Цифры, записанные перед химической формулой, называют коэффициентами.

Коэффициенты показывают общее количество частиц вещества: атомов, молекул, ионов.

Коэффициент – число, которое показывает общее количество частиц.

Коэффициент записывается перед химической формулой вещества молекул кислорода

Обратите внимание, что молекулы не могут состоять из одного атома, минимальное количество атомов в молекуле – два

  • Таким образом, записи: 2Н, 4P обозначают два атома водорода и четыре атома фосфора соответственно.
  • Запись 2Н2 обозначает две молекулы водорода, содержащие по два атома элемента водорода.
  • Запись 4S8 – обозначает четыре молекулы серы, каждая из которых содержит восемь атомов элемента серы.
  • Подобная система обозначений количества частиц используется и для ионов. Запись 5K+ обозначает пять ионов калия.

Стоит отметить, что ионы могут быть образованы не только атомом одного элемента.

Ионы, образованные атомами одного химического элемента, называют простыми: Li+, N3−.

Ионы, образованные несколькими химическими элементами, называют сложными: OH⎺, SO4 2−

Обратите внимание, что заряд иона обозначают верхним индексом.. А что будет обозначать запись 2NaCl?

А что будет обозначать запись 2NaCl?

Если на этот вопрос ответить – две молекулы поваренной соли, то ответ не правильный. Поваренная соль, или хлорид натрия, имеет ионную кристаллическую решетку, то есть это ионное соединение и состоит из ионов Na+ и Сl⎺. Пару этих ионов называют формульной единицей вещества. Таким образом, запись 2NaCl обозначает две формульных единицы хлорида натрия. Термин формульная единица используют так же и для веществ атомного строения.

Формульная единица – наименьшая частица вещества немолекулярного строения Ионные соединения так же электронейтральны, как и молекулярные. Значит, положительный заряд катионов полностью уравновешен отрицательным зарядом анионов. Например, какова формульная единица вещества, состоящего из ионов Ag+ и PO4 3−? Очевидно, что для компенсации отрицательного заряда иона (заряд –3), необходимо иметь заряд +3. С учетом того, что катион серебра имеет заряд +1, то таких катионов понадобиться три. Значит формульная единица (формула) данного вещества – Ag3PO4.

Таким образом, при помощи символов химических элементов, индексов и коэффициентов, можно четко составить химическую формулу вещества, которая даст информацию, как о качественном, так и о количественном составе вещества.

В завершение рассмотрим, как правильно произносить химические формулы. Например, запись 3Ca2+ произносится: «три иона кальций два плюс» или «три иона кальция с зарядом два плюс». Запись 4НСl, произносится «четыре молекулы аш хлор». Запись 2NaCl, произносится как «две формульных единицы хлорида натрия».

[править] Литература

  • Глоссарий терминов по химии // Й.Опейда, О.Швайка. Ин-т физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко НАН Украины, Донецкий национальный университет — Донецк: «Вебер», 2008. — 758 с. ISBN 978-966-335-206-0
  • Горный энциклопедический словарь: в 3 т. / Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Восточный издательский дом, 2001—2004.
Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
F
Uue Ubn Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh
Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы Лантаноиды Актиноиды Суперактиноиды Переходные металлы Другие металлы Полуметаллы Другие неметаллы Галогены Благородные газы Свойства неизвестны

Структура Периодической системы элементов

Периодическая таблица химических элементов

На настоящий момент Периодическая таблица Менделеева содержит 118 химических элементов. Каждый из них занимает своё место в зависимости от атомного числа. Оно показывает, сколько протонов содержит ядро атома элемента и сколько электронов  в атоме находятся вокруг него. Атом каждого последующего элемента содержит на один протон больше, чем предыдущий.

Периоды — это строки таблицы. На данный момент их семь. У всех элементов одного периода одинаковое количество заполненных электронами энергетических уровней.

Группы — это столбцы. В группы в Периодической таблице объединяются элементы с одинаковым числом электронов на внешнем энергетическом уровне их атомов. В кратком варианте таблицы, используемой в школьных учебниках, элементы разделены на восемь групп. Каждая из них делится на главную (A) и побочную (B) подгруппы, которые объединяют элементы со сходными химическими свойствами. 

Каждый элемент обозначается одной или двумя латинскими буквами. Порядковый номер элемента (число протонов в его ядре) обычно пишется в левом верхнем углу. Также в ячейке элемента указана его относительная атомная масса (сумма масс протонов и нейтронов). Это усреднённая величина, для расчёта которой используются атомные массы всех изотопов элемента с учётом их содержания в природе. Поэтому обычно она является дробным числом. 

Чтобы узнать количество нейтронов в ядре элемента, необходимо вычесть его порядковый номер из относительной атомной массы (массового числа). 

Диагностика флюороза зубов

Основными клиническими методами обследования больных с флюорозом зубов являются опрос и осмотр. Таких пациентов беспокоят эстетические дефекты зубов: наличие пятен, изменение оттенка и формы зубов

Особое внимание нужно уделить анамнезу жизни. Чтобы поставить диагноз «флюороз зубов», необходимо знать, что пациент проживал в эндемическом регионе в возрасте до 6 лет

Возможно наличие схожих изменений на зубах у родных.

Стоматологическое обследование пациента проводится по стандартной схеме. При тщательном осмотре зубов видны пятна, полоски, помутнения и дефекты эмали на каждом зубе. Необходимо определить их форму, количество, цвет, локализацию на коронке зуба.

В некоторых случаях используют дополнительные методы диагностики:

Метод витального окрашивания эмали зуба 2 % раствором метиленового-синего. При флюорозе эмаль зубов не подвергается воздействию красителя.

  • Метод высушивания поверхности зуба помогает обнаружить слабо выраженные помутнения эмали, а также оценить состояние эмали в области помутнения (гладкая или шероховатая, блестящая или матовая).
  • Метод люминесцентной диагностики. В ультрафиолетовых лучах эмаль зубов при флюорозе флюоресцирует по-разному. Светло-голубое свечение характерно для здоровой эмали и появляется при лёгких формах болезни. При средней степени тяжести наблюдается частичное гашение первичной флюоресценции. Тотальное гашение первичной флюоресценции отмечается при тяжёлых формах флюороза.
  • Рентгенографическое исследование проводят при тяжёлой степени флюороза, когда дефекты локализованы в средних и глубоких слоях дентина, для того чтобы определить глубину поражений.

Важно провести дифференциальную диагностику, так как похожее потемнение эмали, как при флюорозе, может быть связано и с другими патологиями, например дефицитом витаминов А и Д. При дефиците витамина А происходит ухудшение состояния соединительных тканей, воспаление дёсен, поверхность зубов становится шероховатой, как будто покрытой мелкой крошкой

Витамин D способствует усвоению фосфора и кальция, входящих в состав зубов. Костная ткань при недостатке этих элементов становится хрупкой. Это относится не только к зубам, но и к удерживающим зуб тканям челюсти и черепа, опорно-двигательной системе.

Источники фторидов

Основным пищевым источником фтора является питьевая вода. С пищевыми продуктами человек может получать только треть всего объема необходимого фтора, остальная часть поступает в организм с водой.

Среди источников фтора также выделяют:

  • рыбу (скумбрия, треска, сом);
  • субпродукты (печень);
  • орехи,
  • мясо (баранина, телятина);
  • овсяную крупу,
  • молоко,
  • яйца,
  • шпинат и пр.

Несмотря на тот факт, что фториды постоянно поступают в организм с водой и пищей, встречаются случаи, когда можно наблюдать дефицит фтора в организме. Его основными причинами называют нарушение обмена веществ и неверно составленный рацион питания человека.

Последствия дефицита фторидов в организме характеризуются повышенным риском развития кариеса зубов и возникновения явления остеопороза. Для организма также опасно состояние избытка фтора.

Периодический закон

К середине XIX века учёные располагали множеством сведений о физических и химических свойствах разных элементов и их соединений. Появилась необходимость упорядочить эти знания и представить их в наглядном виде. Исследователи из разных стран пытались создать классификацию, объединяя элементы по сходству состава и свойств веществ, которые они образуют. Однако ни одна из предложенных систем не охватывала все известные элементы.  

Пытался решить эту задачу и молодой русский профессор Д.И. Менделеев. Он собирал и классифицировал информацию о свойствах элементов и их соединений, а затем уточнял её в ходе многочисленных экспериментов. Собрав данные, Дмитрий Иванович записал сведения о каждом элементе на карточки, раскладывал их на столе и многократно перемещал, пытаясь выстроить логическую систему. Долгие научные изыскания привели его к выводу, что свойства элементов и их соединений изменяются с возрастанием атомной массы, однако не монотонно, а периодически.

Так был открыт периодический закон, который учёный сформулировал следующим образом: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса».

Своё открытие Менделеев совершил почти за 30 лет до того, как учёным удалось понять структуру атома. Открытия в области атомной физики позволили установить, что свойства элементов определяются не атомной массой, а зависят от количества электронов, содержащихся в нём. Поэтому современная формулировка закона звучит так: 

Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов.

Этот принцип Менделеев проиллюстрировал в таблице, в которой были представлены все 63 известных на тот момент химических элемента. При её создании учёный предпринял ряд весьма смелых шагов. 

Во-первых, многочисленные эксперименты позволили Менделееву сделать вывод, что атомные массы некоторых элементов ранее были вычислены неправильно, и он изменил их в соответствии со своей системой. 

Во-вторых, в таблице были оставлены места для новых элементов, открытие которых учёный предсказал, подробно описав их свойства.  

‍Первый вариант Периодической таблицы элементов, составленной Д.И. Менделеевым.  ‍

Мировое научное сообщество поначалу скептически отнеслось к открытию русского химика. Однако вскоре были открыты предсказанные им химические элементы: галлий, скандий и германий. Это разрушило сомнения в правильности системы Менделеева, которая навсегда изменила науку. Там, где раньше учёному требовалось провести ряд сложнейших (и даже не всегда возможных в реальности) опытов — теперь стало достаточно одного взгляда в таблицу. 

Теперь расскажем, как устроена Периодическая таблица элементов Менделеева и как ею пользоваться.

Классификация и стадии развития флюороза зубов

Клинические симптомы эндемического флюороза зависят от степени тяжести заболевания. При одинаковом содержании фтора в питьевой воде клиническая картина будет наиболее выражена у детей в том случае, если процесс минерализации зубов только начался. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выделяет следующие степени тяжести:

  • I степень (очень лёгкая) — эмаль нормального цвета, почти без изменений.
  • II степень (лёгкая) — поражение эмали в виде белых полос и мелких пятен занимает менее 25 % площади коронки.
  • III степень (умеренная) — пигментированные участки занимают не более 50 % площади.
  • IV степень (средней тяжести) — коронки зубов имеют жёлтый или коричневый оттенок. Эмаль выглядит матовой, на всей коронке есть крапинки.
  • V степень (тяжёлая) — эмаль разрушается, появляются ямки и эрозии. Поверхность эмали мутная, самые нагруженные участки коронки зуба скалываются.

Кроме степени тяжести различают и несколько форм флюороза зубов.

Штриховая форма

В поверхностном слое эмали видны полоски, напоминающие штрихи. Они особо заметны при высушивании поверхности зубов. При этой форме чаще поражаются верхние центральные и боковые резцы на вестибулярной поверхности (со стороны щёк или губ). Реже дефекты появляются на резцах нижней челюсти. На поражённых участках эмаль теряет блеск, имеет белесоватый фон. На рентгенограмме такую форму флюороза выявить невозможно, потому что дефекты затрагивают лишь эмаль зуба, а пятна на эмали имеют сниженную плотность. Соответствует флюорозу лёгкой степени по классификации ВОЗ.

Пятнистая форма

На участках зубов видны пятна округлой формы небольших размеров. Они имеют гладкую и блестящую поверхность, окраска пятен в центре интенсивнее, а по краям она сходит на нет и сливается с общим фоном эмали. Полос при этой форме нет. Пятна могут сливаться друг с другом. Поражаются зубы одного периода развития или все группы зубов, что зависит от возраста человека и длительности его проживания в районе с повышенным содержанием фтора в питьевой воде. Пятен может быть много, они располагаются по всей поверхности коронки, имеют меловидный оттенок, иногда светло-жёлтую пигментацию. Рентгенологически эта форма не выявляется.

Меловидно-крапчатая форма

Эмаль утрачивает блеск, на поверхности видны углубления в виде крапинок жёлто-коричневого цвета диаметром 1-1,5 мм, дно и стенки шероховатые. Процесс охватывает чаще все группы зубов. Наблюдаются сколы эмали, участки стираемости с оголением пигментированного дентина. Рентгенологическая картина без изменений.

Эрозивная форма

При этой форме на пигментированных участках эмали зубов появляются участки, где эмаль отсутствует. Это так называемые эрозии. Они различаются по цвету, форме и глубине. Края и дно этих дефектов шероховатые, имеют жёлтый или жёлто-коричневый цвет. Эмаль теряет блеск, становится хрупкой и легко скалывается. При этой форме выражена стираемость эмали и дентина. Присутствует боль при воздействии температурных раздражителей на поверхность зубов (чаще холодные напитки). На рентгенограмме обнаруживаются только глубокие дефекты в виде тёмных пятен.

Деструктивная форма

Относится к тяжёлой форме флюороза, встречается в регионах с повышенным содержанием фтора в питьевой воде (10 мг/л и выше). Отмечается увеличение хрупкости эмали, стираемость. Эмаль скалывается, поэтому зуб приобретает атипичную форму. Поражается не только эмаль, но и дентин, захватывая различные участки зубов. Чувствительность от температурных раздражителей повышена. Рентгенологически можно выявить глубокие дефекты.

Сочетанная форма

Появляется на постоянных зубах у детей, которых в возрасте от 5 месяцев до 3 лет часто вывозили в регионы, где концентрация фтора в питьевой воде повышена (например в Индию, Кению или страны Южной Америки). Из-за разных концентраций фтора клинические проявления флюороза у одного больного могут быть разнообразны. При этой форме также наблюдается хрупкость эмали, стираемость и скалывание.

Физические свойства

Плотность фтора зависит от его состояния:

  1. В газообразном состоянии – 1,693 г/л.
  2. В жидком – 1,5127 г/см³ при температуре 188 градусов. В этом же виде, но в обычных условиях – 1,587 г/см³.

Температура кипения – 188,13 градусов (что аномально низко). Температура плавления – 219,61 градусов (из-за отсутствия возможности получать полуторные связи). Во фтороводороде вещество не растворяется. В жидком кислороде это возможно лишь в виде жидкости. 

Степень окисления -1. У элемента самая высокая электроотрицательность среди всей таблицы, поэтому положительные степени окисления не знакомы ученым. Значение равно 4 по шкале Полинга. 

Фтор – активный неметалл, который относится к галогенам. В свободном виде встречается в форме газа без цвета, но с резким удушливым запахом. Принадлежит к самым легким элементам таблицы. Это ядовитое вещество. 

Теплопроводность при нормальных условиях – 0,02591 Вт/(м·К). Имеет моноклинную и простую кубическую структуру решетки.

Ссылки

Фториды

HFDF
LiF BeF2 BF3 CF4 N2F2N2F4NF3NH4F O4F2O2F2OF2 F
NaF MgF2 AlF3 SiF2Si3F8Si4F10SiF4 PF3PF5 S2F2SF4S2F10SF6 ClFClF3ClF5
KF CaF2 ScF3 TiF2TiF3TiF4 VF2VF3VF4VF5 CrF2СrF3СrF4СrF5 MnF2MnF3MnF4 FeF2FeF3 CoF2CoF3 NiF2NiF4 CuFCuF2 ZnF2 GaF3 GeF2GeF4 AsF3AsF5 SeF4SeF6 BrFBrF3BrF5
RbF SrF2 YF3 ZrF2ZrF3ZrF4 NbF3NbF4NbF5 MoF3MoF5MoF6 TcF5TcF6 RuF3RuF5RuF6 RhF3RhF4RhF5RhF6 PdF2PdF3PdF4 AgFAgF2 CdF2 InF3 SnF2SnF4 SbF3SbF5 TeF4TeF6 IFIF3IF5IF7
CsF BaF2   HfF4 TaF5 WF4WF5WF6 ReF4ReF5ReF6ReF7 OsF4OsF5OsF6OsF7OsF8 IrF3IrF4IrF5IrF6 PtF2PtF4PtF5PtF6 Au4F8AuF3AuF5AuF5·F2 Hg2F2HgF2 TlFTlF3 PbF2PbF4 BiF3BiF5 Po At
Fr RaF2   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts
LaF3 CeF3CeF4 PrF3PrF4 NdF3 Pm SmF2SmF3 EuF2EuF3 GdF3 Tb DyF3 HoF3 Er Tm YbF2YbF3 LuF3
AcF3 ThF4 PaF4PaF5 UF3UF4UF5UF6 NpF3NpF4NpF5NpF6 PuF3PuF4PuF6 Am CmF3 BkF4 Cf Es Fm Md No Lr

Что такое химическая формула?

В любой науке есть своя система обозначений. Химия в этом плане не исключение. Вам уже известно, что для обозначения химических элементов используются символы, образованные от латинских названий элементов. Химические элементы способны образовывать как простые, так и сложные вещества, состав которых можно выразить химической формулой.

Чтобы написать химическую формулу простого вещества необходимо записать символ химического элемента, который образует простое вещество, и справа внизу записать цифру, показывающую количество его атомов. Данная цифра называется индексом.

Например, химическая формула кислорода – О2. Цифра 2 после символа кислорода – это индекс, указывающий, что молекула кислорода состоит из двух атомов элемента кислорода.

Индекс – число, показывающее в химической формуле количество атомов определенного типа Чтобы написать химическую формулу сложного вещества, необходимо знать, из атомов каких элементов оно состоит (качественный состав), и число атомов каждого элемента (количественный состав).

Например, химическая формула пищевой соды – NaHCO3. В состав этого вещества входят атомы натрия, водорода, углерода, кислорода – это его качественный состав. Атомов натрия, водорода, углерода по одному, а атомов кислорода – три. Это количественный состав соды

  • Качественный состав вещества показывает, атомы каких элементов входят в его состав
  • Количественный состав вещества показывает количество атомов, которые входят в его состав

Обратите внимание на то, что если в химической формуле присутствует только один атом одного вида, индекс 1 не ставится. Например, формулу углекислого газа записывают так – CO2, а не С1О2

Рекомендации

  1. ^
  2. Jager, Susanne et al. (1986). «Фтор и кислород». Фтор . Берлин, Гейдельберг: Springer. С. 1–161.
  3. ^
  4. Лоулесс, Эдвард В., Иван С. Смит (1968). Неорганические высокоэнергетические окислители: синтез, строение, свойства . М. Деккер.
  5. ^ Соломон, Ирвин Дж. Исследования по химии иО3F2{\ displaystyle {\ ce {O3F2}}}О2F2{\ displaystyle {\ ce {O2F2}}} . № IITRI-C227-6. IIT RESEARCH INST CHICAGO IL, 1964.
  6. Де Марко, Рональд А. и Jean’ne М. Шрив. «Фторированные пероксиды». Успехи неорганической химии и радиохимии . Vol. 16. Academic Press, 1974. 109–176.
  7. JLLyman и R. Holland, J. Phys. Chem. , 1988 , 92, 7232.

Получение дифтордиоксида производится пропусканием электрических искр через эквимолярную смесь фтора и кислорода при низкой температуре (температура жидкого воздуха).

Тетраоксидифторид — O4F2, димер диоксигенилфторида O2F. Красно-коричневое твёрдое вещество, диссоциирующее при нагревании выше −191 °C.

Химические свойства

Тетраоксидифторид представляет собой димер радикала диоксигенилфторида FO2·, в температурном диапазоне от −175 до −185 °C радикал и его димер сосуществуют в виде равновесной смеси:

2FO2· F2O4

Диоксигенилфторид изостеричен озонид-аниону, однако геометрия молекулы ближе к диоксидифториду: связи F-O-O образуют тупой угол, связь O=O диоксигенилфторида (и тетраоксидифторида) значительно короче и прочнее (энергия диссоциации — 463 КДж/моль, длина — 1.217 Å), чем связь O-F (энергия диссоциации — 77 КДж/моль, длина — 1.575 Å). При димеризации и образовании тетраоксидифторида слабая легко диссоциирующая связь образуется между терминальными атомами кислорода диоксигенилфторида: FO=O···O=OF.

И тетраоксидифторид, и диоксигенилфторид реагируют с кислотами Льюиса — акцепторами фторид-аниона, образуя соли диоксигенил-аниона:

O2F + BF3  O2+BF4

Тетраоксидифторид является более сильным окислителем и фторирующим агентом, чем диоксидифторид F2O2.