Czy znasz najbardziej elektroujemnypierwiastek? W tym artykule odpowiemy sobie na to pytanie! Zapoznamy się z fluorem, a także postaram się Wam wyjaśnić, czym dokładnie jest ELEKTROUJEMNOŚĆ.
Zaczynamy!:-)
Właściwości fluoru
Symbol: F
Nazwa łacińska: Fluorum
Liczba atomowa: 9
Pierwiastek promieniotwórczy: nie
Grupa układu okresowego pierwiastków: 17 — fluorowce
Odkrycie: 1886
Odkrywca: Moissan Henri Ferdinand
Fluor w przyrodzie występuje w postaci minerałów np. fluorytu,czy fluoroapatytu. W temperaturze pokojowej jest trującym gazem o żółto-zielonym kolorze i charakterystycznym ostrym, zapachu. Stosuje się go w przemyśle szklarskim i optoelektronicznym (np. w laserach, które zawierają fluorek ksenonu XeF), w metalurgii, a także w przemyśle chemicznym. Jest wykorzystywany także do produkcji i przetwarzania paliw jądrowych, a nawet do oczyszczania i wzbogacania uranu.
Fluoryt. Źródło: pasion.com.pl
Fluor w ciele człowieka
Pierwiastek ten jest ważnym mikroelementem w organizmach żywych. W ciele człowieka występuje w ilości około 3 mg/kg masy ciała, co stanowi do 0,01%. Jego źródłem jest woda mineralna, czarna herbata, produkty zbożowe, sery podpuszczkowe, warzywa liściaste, ryby morskie, orzechy, ziemniaki, buraki, ogórki, czosnek, czy mięso.
Fluor wchłania się z pokarmu w około 30-60% natomiast z pasty do zębów prawie w 100%! Dlatego pamiętaj o codziennym myciu zębów dobrą pasta z fluorem!:) Fluor pomaga w zwalczaniu bakterii płytki nazębnej oraz zwiększa odporność zębów na kwaśne środowisko w ustach. Jest niezbędnym składnikiem układu kostnego, ponieważ uczestniczy w przemianach fosforanu wapnia do apatytu, będącego ważnym składnikiem naszych kości.
Czym jest ELEKTROUJEMNOŚĆ?
Pierwiastki w ogólności możemy podzielić na elektrododatnie i elektroujemne. Pierwiastki elektrododatnie wykazują tendencję do oddawania elektronów, natomiast pierwiastki elektroujemne do ich przyjmowania. Elektroujemnością nazywamy zdolność przyciągania elektronów przez atom danego pierwiastka chemicznego. Takie przyciąganie występuje głównie wtedy, kiedy tworzy się wiązanie chemiczne. Wielkość tę wyrażamy w liczbach zgodnie z tzw. skalą Paulinga. Skalę tę stworzył amerykański naukowiec Linus Carl Pauling w 1932 roku. Skala Paulinga jest oparta na pomiarach energii i polaryzacji wiązań chemicznych w dwuatomowych cząsteczkach. Zgodnie z tą skalą najbardziej elektroujemny pierwiastek to fluor (E = 4), a najmniej elektroujemne pierwiastki to cez i frans (E = 0,7). Elektroujemność, czyli zdolność pierwiastka do przyciągania elektronów WZRASTA wraz ze wzrostem liczby atomowej w okresach (poziomo) i MALEJE w grupach układu okresowego (pionowo). Dziś wiadomo, że skala Paulinga jest mało precyzyjna, jednak wciąż jest najczęściej stosowana.
Fluor jako najbardziej elektroujemny pierwiastek
Pewnie zastanawiacie się dlaczego właśnie fluor to najbardziej elektroujemny pierwiastek? Dowiedzmy się zatem!
Fluor jest pierwiastkiem, który najlepiej przyciąga elektrony, ponieważ brakuje mu tylko jednego elektronu do wypełnienia zewnętrznej powłoki elektronowej. Ok…. ale zapewne zapytacie: No dobrze, ale wszystkim fluorowcom brakuje jednego elektronu na zewnętrznej powłoce… To jak to jest? Dobre pytanie:)
Jeśli przyjrzymy się wszystkim fluorowcom, to zobaczymy, że każdy z nich znajduje się w innym okresie, a to oznacza, że każdy ma inną ilość powłok elektronowych. Im bliżej jądra atomowego, tym większa jest energia uwalniana przy pobieraniu elektronu, a więc pierwiastek może przejść do niższego stanu energetycznego. Wszystko w przyrodzie dąży do jak najmniejszej energii, dlatego pierwiastkom to odpowiada;-). Ze wszystkich fluorowców to właśnie fluor ma najmniej powłok. To powoduje w rezultacie, że jest najbardziej elektroujemny i najbardziej reaktywny, więc chętnie tworzy wiązania chemiczne.
Model atomu fluoru. Źródło: commons.wikimedia.org; autorzy: Julian Habekost, Jonas Konrad
Linus Carl Pauling – skala elektroujemności i dwie Nagrody Nobla
Omawiając skalę elektroujemności wg. Paulina nie sposób nie wspomnieć o samym autorze tej skali. Tym bardziej, że jest to postać niepowtarzalna i zasłużona. Człowiek wszechstronnie wykształcony, ale przy tym też kontrowersyjny. To właśnie on zapoczątkował koncepcję wykorzystania Witaminy C jako panaceum na wiele chorób. W tym miejscu kilka słów o Paulingu, a później opowiemy sobie o odkrywcy fluoru!
Linus Carl Pauling urodził się w 1901 roku w Portland w Stanach Zjednoczonych a zmarł 1994 roku w Big Sur również w USA. Była amerykańskim fizykiem i chemikiem, który został dwukrotnym laureatem Nagrody Nobla.
Po raz pierwszy w 1954 roku w dziedzinie chemii, za prace nad wiązaniami chemicznymi i ich zastosowanie w wyjaśnieniu budowy związków kompleksowych. To właśnie między innymi temu naukowcowi zawdzięczamy powstanie chemii kwantowej, czy biologii ewolucyjnej. Pauling ustalił też możliwe stabilne struktury przestrzenne białek, które nazywamy alfa helisą i beta harmonijką. Odkrył przyczynę anemii sierpowatej, pracował nad wytworzeniem sztucznego osocza krwi oraz zbadał interakcje antygen – przeciwciało.
Następnie w 1962 roku Pauling otrzymał Pokojową Nagrodę Noblaza wysiłki na rzecz rozbrojenia i kampanię przeciwko próbom jądrowym. Stanowczo protestował on przeciw produkcji bomby wodorowej. Odmówił uczestnictwa w projekcie Manhattan (dotyczącym stworzenia bomby atomowej) oraz występował w obronie osób represjonowanych.
Linus Pauling jest uznawany obecnie za największego chemika XX wieku i jednego z najznamienitszych naukowców wszechczasów.
Henri Ferdinand Moissan – odkrywca fluoru i wynalazca pieca łukowego
Henri Ferdinand Frederic Moissan urodził się w Paryżu 1852 roku a zmarł w 1907. Był francuskim chemikiem i farmaceutą, który w 1906 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za odkrycie i zbadanie nowego pierwiastka chemicznego – fluoru (w 1886 roku) oraz za budowę i wprowadzenie do badań naukowych elektrycznego pieca łukowego. Osiągnięcia te otworzyły nowe pola dla badań naukowych i działalności przemysłowej XIX i XX wieku.
Henri Ferdinand Frederic Moissan. Źródło: Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 6792-6796; doi.org/10.1002/anie.200601600
Odkrycie najbardziej elektroujemnego pierwiastka – fluoru
Od dziesięcioleci chemicy bez powodzenia próbowali wyizolować fluor – najbardziej elektroujemny pierwiastek. Moissan opracował innowacyjny elektrolizer platynowy w kształcie litery U z dwoma korkami zabezpieczającymi wykonanymi z fluorytu (CaF2). Katodę i anodę wykonano z naświetlonej platyny po to, by były odporne na oczekiwany fluor. Katoda i anoda to w procesie elektrolizy takie dwa bieguny, które można porównać do biegunów baterii. Na jednym z nich (anodzie) gromadzi się zawsze produkt reakcji – w tym wypadku fluor. To właśnie 28 czerwca 1886 r. na anodzie elektrolizera zidentyfikowano produkt gazowy: pomyślnie wyizolowano fluor (F2)! Udało się! Jedno z najtrudniejszych wyzwań w dziedzinie chemii nieorganicznej zostało rozwiązane! Powinniście wiedzieć, że było to także jedno z marzeń Dmitrija Mendelejewa, twórcy układu okresowego pierwiastków! Otrzymany zielony gaz był bardzo toksyczny i okazał się silnym środkiem utleniającym, powodującym gwałtowne spalanie innych pierwiastków.
Na poniższych zdjęciach widoczny jest Dyplom Nagrody Nobla Moissan’a oraz ogniwo elektrolityczne do produkcji fluoru, a także Moissan ze swoim piecem łukowym.
Gdybyście byli ciekawi i chcieli się dowiedzieć więcej szczegółów to moje informacje czerpałam z tego artykułu: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.200601600 [dostęp 17.10.2022 12:08].
Fluor w książkach dla dzieci!
Nadal jesteście ciekawi i chcecie poznać nie tylko najbardziej elektroujemne pierwiastki? Chcecie dowiedzieć się skąd my czerpałyśmy wiedzę oraz inspirację zajrzyjcie do poniższych pozycji! Polecamy!
Pamiętajcie, że naszą główną inspiracją jest gra Chemiczny Detektyw! Dzięki niej możecie szybko i łatwo nauczyć się całego układu okresowego pierwiastków!
Zajrzyjcie do naszego sklepu, żeby nabyć swoją własną grę!
Dodaj komentarz