ELEMENTDATEN
Position von Fluor im PSE

Fluor (OZ: 9)
VII. Hauptgruppe
Halogene
Normalzustand
Gas
blaßgelb mit durchdringendem Geruch
7782-41-4
9
18,9984032
5,20

70,9 pm
133 (-1) pm
58 pm
Konfiguration [He] 2s² 2p5
Oxidationszahlen -1
Ionisierungseng. 17,422
Dichte 1,58 g/L

3,98
4,1
10,41 eV

53.53 K
-219,6 °C
85.01 K
-188,1 °C
Natürliche Isotope
F-19: 100%
Entdeckung
1886
Moissan
Frankreich
blaßgelbes Gas mit durchdringendem Geruch

Fluor

Symbol: F
Ordungszahl: 9

VII. Hauptgruppe (Halogene)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Biologische Bedeutung
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

fluere (lat.): fließen (engl.: fluorine)

nach oben

Entdeckung

Der Weg zur Entdeckung von Fluor sollte lang und steinig sein und schon Jahre vor dem endgültigen Nachweis durch den Franzosen Henri Moissan im Jahre 1886 hatte es seinen heute gültigen Namen. Ausgangspunkt sollten die Untersuchungen des Berliner Chemikers Marggraf sein, der Flußspat − also Calciumfluorid − in einer Retorte mit Schwefelsäure destillierte und feststellte, daß die gläsernen Wände der Apparatur stark angegriffen wurden. Ursache dieser Korrosion war die sich entwickelnde Flußsäure (HF). Fluorwasserstoff wurde drei Jahre später von C.W. Scheele als Verbindung erstmals beschrieben. Scheeles Ergebnisse veranlaßten zahlreiche Wissenschaftler sich in den Folgejahren intensiv mit der Säure aus Flußspat auseinanderzusetzten. So versuchte Davy 1808 durch Zerlegung von Fluorwasserstoff mit das Radikal der Säure zu erhalten. Die Reaktion verlief zwar sehr heftig, doch eine Freisetzung von Fluor konnte er damit nicht erreichen. Auch andere Versuche Davys sollten sich als Fehlschlag erweisen, aber immerhin wurde sein Namensvorschlag "fluorine", den er in seinen Publikationen verwendete, aufgegriffen und beibehalten. Erst die elektrolytischen Versuche Moissans 80 Jahre später sollten schließlich zum Erfolg führen. Nach langen und peniblen Vorbereitungen, bei denen er alle denkbaren Fehlerquellen systematisch ausschaltete, gelang ihm im Juni 1886 die Darstellung von elementarem Fluorgas. Damit waren − mit Ausnahme des radioaktiven Astats − alle Halogene entdeckt.

nach oben

Vorkommen

Fluor gehört zusammen mit Chlor, Brom, und zu den Halogenen. Nach ist es das häufigste Element seiner Gruppe. In der Natur kommt das Element wegen seiner großen Reaktivität nur chemisch gebunden vor. Die Angaben über seinen Anteil am Aufbau der Erdkruste schwanken; er wird üblicherweise mit 0,04 − 0,09 Gewichtsprozent angegeben. Die wichtigsten Fluor-Mineralien sind beispielsweise Flußspat, Kryolith, Apatit, Chiolith und Topas. Die größte technische Bedeutung hat Flußspat. Im Meereswasser liegt die mittlere Konzentration bei 1 − 2 ppm.

nach oben

Eigenschaften

Fluor ist ein blaßgelbes, ätzendes Gas mit durchdringendem Geruch. Unter -188°C geht es in den flüssigen Aggregatzustand über und erst bei knapp -220°C erstarrt es. Das Nichtmetall weist die größte Reaktivität und die höchste Elektronegativität aller Elemente auf. Fluor reagiert praktisch mit allen Elemente, außer mit und den leichten Edelgasen. Mit den schwereren Edelgasen geht es Verbindungen ein! Schon bei Raumtemperatur verlaufen die meisten Reaktionen sehr heftig. Fluor hat eine außerordentliche Affinität zu Wasserstoff; aus Wasser setzt es frei und verbindet sich mit zu Fluorwasserstoff. Zur Erlangung der Edelgaskonfiguration fehlt Fluor lediglich ein Elektron, so daß es in allen Verbindungen stets die Oxidationszahl -1 hat. Die wichtigsten Fluor-Verbindungen sind neben dem bereits erwähnten Fluorwasserstoff: Fluorwasserstoffsäure, Natriumfluorid und Calciumfluorid. Uranhexafluorid ist in der Kerntechnik von großer Bedeutung.

nach oben

Biologische Bedeutung

Es ist essentiell für einige Spezies (auch für den Menschen). Bei Säugetieren verfestigt es die Zahnsubstanz während der Entwicklung und vermindert den Kariesbefall. Aus diesem Grund wird in einigen Länder (so zum Beispiel in der Schweiz und der ehemaligen DDR) das Wasser fluoridiert. Üblicherweise wird es in Form von NaF, HF oder Na2SiF6 in geringen Konzentrationen beigemischt. Im Körper eines Erwachsenen mit einem Durchschnittsgewicht von 70 kg findet man ca. 2,5 g Fluor in gebundener Form. − Viele Fluorverbindungen sind stark giftig. Fluorgas (F2) führt bereits in geringen Konzentrationen zu Reizungen der Atemwege und Verätzungen der Haut. Aus diesem Grunde wurde in Deutschland im Arbeitsschutz ein Grenzwert von 0,1 ppm (MAK-Wert) festgelegt. Fluoridhaltige Gase und Stäube werden vor allem in der Baustoffindustrie − bei der Herstellung von Zement, Ziegeln und Keramik − freigesetzt. Wegen der Schadwirkung für Land- und Forstwirtschaft wurden die Immissionsgrenzwerte entsprechend der TA Luft für anorganische Fluorverbindungen bei 1 µg/m3 festgelegt.

nach oben

Isotope

Fluor hat nur ein stabiles Isotop, das die Massenzahl 19 hat. Daneben sind sechs Radionuklide bekannt, deren Halbwertszeiten durchweg kurz sind: Am langsamsten zerfällt F-18 mit einer Rate von 109,7 Minuten, am schnellsten zerfällt F-20 2,23 Sekunden.

nach oben

Verwendung

Die Angaben über die Menge der Weltproduktion von Fluorgas schwanken zwischen 2400 und 12000 Tonnen pro Jahr. Elementares Fluorgas wird zur Herstellung von Uranhexafluorid, Schwefelhexafluorid und Fluoridierungsmitteln verwendet. Es ist in technisch wichtigen organischen Verbindungen und in einigen Polymersorten enthalten. Von großer technischer Bedeutung ist Flußspat CaF2 als Flußmittel in der Metallurgie (Weltproduktion: 4,7 Mio Tonnen pro Jahr). Außerdem ist Flußspat Ausgangspunkt bei der Herstellung von Flußsäure und anderen wichtigen Fluorverbindungen.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Fluor
http://www.uniterra.de/rutherford

© 1995 - 2006  Uniterra - Berlin
Alle Rechte vorbehalten.