Úvod
Fluor (F) je nejlehčí halogen a chemicky nejreaktivnější prvek. Jeho protonové číslo je 9, což ho řadí na deváté místo v periodické tabulce do 17. skupiny (halogenů). Za standardních podmínek je to světle žlutozelený, vysoce toxický a korozivní plyn s dráždivým zápachem. Vzhledem k jeho extrémní reaktivitě se v přírodě nikdy nenachází v čisté formě, ale pouze ve sloučeninách. Získáváme ho z minerálů jako fluorit (kazivec) nebo kryolit, a to složitou elektrolýzou taveniny solí. Je základem pro výrobu teflonu a jeho sloučeniny se používají v zubních pastách.
Vlastnosti
Fluor, chemický prvek se značkou F a protonovým číslem 9, je nejlehčím členem skupiny halogenů. Za standardních podmínek se vyskytuje jako dvouatomový plyn (F₂) bledě žlutozelené barvy s pronikavým, dráždivým zápachem. S hodnotou elektronegativity 4,0 je nejvíce elektronegativním prvkem, což podmiňuje jeho extrémní chemickou reaktivitu. Slučuje se téměř se všemi prvky, včetně vzácných plynů jako xenon a krypton. Jeho oxidační stav je téměř výhradně -1. Tento plyn je vysoce toxický a korozivní. Tvoří mimořádně silné chemické vazby, což vede ke značné stabilitě jeho sloučenin, například teflonu.
Vznik názvu
Název prvku je odvozen od latinského slova „fluere“, což znamená „téci“ nebo „plynout“. Původně se takto označoval minerál fluorit (kazivec), který se využíval jako tavidlo v metalurgii. Přidáním fluoritu se snižovala teplota tání rud a struska se stávala tekutější, tedy lépe „tekla“.
Objev
Historie objevení fluoru je příběhem odhodlání a nebezpečí. Ačkoliv se minerály jako kazivec (fluorit) používaly po staletí jako tavidla v metalurgii, samotný prvek unikal izolaci. Mnoho vědců, včetně sira Humphryho Davyho, utrpělo při pokusech o jeho oddělení vážná zranění nebo otravy. Právě kvůli této nebezpečné povaze byl nazýván „tygrem chemie“. Průlom nastal až 26. června 1886, kdy francouzský chemik Henri Moissan úspěšně izoloval plynný fluor. Učinil tak pomocí elektrolýzy chlazeného roztoku fluoridu draselného v bezvodém fluorovodíku za použití platinových elektrod. Za tento přelomový úspěch mu byla udělena Nobelova cena.
Výskyt v přírodě
V přírodě se fluor kvůli své extrémní reaktivitě nikdy nenachází v elementární formě. Je však poměrně hojným prvkem, vázaným ve sloučeninách. Nejvýznamnějšími minerály jsou fluorit, známý také jako kazivec (CaF₂), kryolit (Na₃AlF₆), a fluorapatit, který je součástí kostí a zubů. Průmyslová výroba fluoru začíná u fluoritu. Ten se zpracovává s koncentrovanou kyselinou sírovou za vzniku plynného fluorovodíku (HF). Čistý fluor se následně získává elektrolýzou taveniny fluoridu draselného a fluorovodíku (KHF₂), což je metoda velmi podobná té původní Moissanově. Během elektrolýzy se na anodě uvolňuje plynný fluor a na katodě vodík.
Využití
Fluor je prvek klíčový pro lidské zdraví, zejména v zubní hygieně. Jeho ionty se záměrně přidávají do zubních past, ústních vod i pitné vody, kde remineralizují sklovinu a chrání ji před zubním kazem. V průmyslu je nepostradatelný při výrobě polymeru polytetrafluorethylenu, známého jako teflon, používaného na nepřilnavé povrchy. Dále se uplatňuje v farmacii, kde je součástí mnoha léků, a v jaderném průmyslu pro obohacování uranu. V přírodě se vyskytuje především v minerálech jako kazivec (fluorit) či kryolit a v živých organismech tvoří složku kostí a zubů.
Sloučeniny
V přírodě se fluor vyskytuje hlavně v anorganických sloučeninách. Nejznámějším minerálem je fluorid vápenatý, kazivec, který tvoří krásné krystaly. Další významnou přírodní sloučeninou je kryolit. V živých organismech je součástí fluorapatitu, který zpevňuje kosti a zuby. Člověkem vyrobené sloučeniny zahrnují širokou škálu látek. Patří sem extrémně korozivní kyselina fluorovodíková pro leptání skla, fluorid sodný v zubních pastách nebo plynný fluorid sírový, inertní plyn používaný jako elektrický izolant. Velkou skupinu tvoří také fluorované polymery jako teflon a organické sloučeniny pro výrobu léků.
Zajímavosti
Fluor drží prvenství jako nejvíce elektronegativní a nejreaktivnější prvek v periodické tabulce. Jeho reaktivita je tak extrémní, že reaguje s téměř všemi ostatními prvky, včetně některých vzácných plynů jako xenon a krypton. V elementární formě je to světle žlutozelený, vysoce toxický a korozivní plyn. Paradoxně, chemická vazba v jeho dvouatomové molekule je překvapivě slabá, což umožňuje atomům snadno reagovat. Jeho sloučeniny mohou tvořit takzvané superkyseliny, milionkrát silnější než kyselina sírová. Jiná sloučenina, fluorid sírový, je plyn tak hustý, že v něm lehké předměty plavou.
