Transcript Flor

Flor
• Florun hidrojene benzerliği
bir çiftlenmemiş elektronun
varlığı ile bağlıdır. Lakin
valans elektronlarının ve
orbitallerinin genel
sayılarındaki farklılık
nedeniyle bu elemenler bir
birinden önemli derecede
farklıdırlar.
• En elektronegatif (4,0)
element olarak florun
yükseltgenme basamağı
-1'e denktir.
• Valans bağ kuramına göre
2. peryotun diğer
elementleri gibi florun en
yüksek valentliği dörttür.
• Flor tabiatta yeterince yaygın bir
elementtir ve onun Yerde miktarı ~%0,03
mol. payıdır..
• Flor minerallerinden en önemlileri
önemlileri ;
• CaF2 – florit
• Na3AlF6 - kriyolit
• Ca5(PO4)3F - floroapatit' tir.
• insan organizminde (esasen dişler ve
kemiklerde) florlu bileliklere
rastlanmaktadır.
• Tabiatta florun yalnız bir izotopu
(19F) bulunur.
• Kütle sayıları 16'dan 21'e kadar
olan az dayanıklı izotopları suni
surette elde edilmişlerdir.
• Bağlayıcı orbitallerde karşıbağlayıcı orbitallere
nispeten iki elektron fazla olduğu için bağ tartibi
(sayı) 1'e denk kabul edilir:
• F2 molekülü nispeten küçük kütleye sahiptir ve
yeterli derecede hareketlidir.
•
•
Normal şartlarda gaz halindedir ( açık sarı renkli)
Düşük erime (-223°C) ve kaynama (-187°C) noktaları
vardır.
• Florun kimyevi aktifliği çok yüksektir. Güclü
yükseltgendir.
•
Florun yüksek kimyevi aktifliği onun molekülünün
çok düşük disosasyon enerjisine (159 kJ/mol) sahip
olması ile izah edile bilir.
• Florun ekseri bileşiklerinde
kimyasal bağlar çok kararlıdır
(200 - 600 kJ/mol civarında).
• Flor atomu katılımı ile giden
reaksiyonların aktifleşme
enerjisi düşüktür (= 4 kJ/mol).
A.Ye.Fersman'ın tabirince flor
"açgöz" elementtir
• Flor atmosferinde cam (pamuk
şeklinde), su gibi dayanıklı maddeler
yanarlar:
SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2
2H2O + 2F2 =
4HF + O2
Bu tepkimelerde reaksiyon ürünlerinden
birisi oksijen 'dir. .
Başka değişle flor
oksijenden de güclü yükseltgendir
• Flor aktifliği sayesinde birçok
elementin basit maddesiyle
reaksiyona girer. O, kükürt ve
fosforla hatta sıvı hava
sıcaklığında bile (-190°C)
etkileşir:
S + 3F2 =
SF6,
ΔH°298 = -1207 kJ/mol
2P + 5F2 = 2PF5, ΔH°298 = -3186 kJ/mol
• Flor bazı asal gazları
yükseltger:
Xe + 2F2 =
XeF4,
ΔH°298 = -252 kJ/mol
Flor yalnız helyum, neon ve argonla
direk olarak reaksiyona girmez
• Yüksek kimyevi aktifliği nedeniyle
flor, tüm materialleri korozyona
uğratır.
• Florun elde edilmesi,
saklanması(korunması) ve taşınması
için gerekli cihazların
hazırlanmasında NiF2 terkipli
koruyucu tabakanın oluşumu
sayesinde florun etkisine dayanıklı
olan nikel ve onun bazı alaşımları
kullanılırlar. Bu sayede florun çok
büyük miktarlarda dahi taşınması
mümkün olmaktadır.
• Flor, serbest halde bileşiklerinin
eriyiklerini elektroliz etmekle elde
edilir. Bu maksatla HF - KF ötetik
karışımı veya potasyum
florohidrojenatlar kullanılırlar.
•
Florun geniş uyğulanması
diffuzyon yöntemiyle uranyum
izotoplarının (235UF6 ve 238UF6
şeklinde) ayrılması konusundakı
çalışmalarla alakalı olarak
başlamıştır.
• Flor çeşitli soğutucu ajanlar ve
yüksek kimyevi dayanıklı polimer
materiallerin - floroplastların
sentezinde tatbik edilmektedir. Sıvı
flor ve onun bir sıra bileşikleri roket
yakıtlarının yükseltgeyicisi gibi
kullanılır.
• Yükseltgenme basamağı -1 olan
florun bileşikleri, peryotlar ve
gruplarda element özelliklerinin
kanuna uygun değişim
gösterirler.
• Florürlerin özellikleri de bu
kanuna uygun değişme
gösterirler, mesela:
NaF
Kimyevi tabiatı
Anyon kompleksleri
MgF2
bazik
-
AlF3
SiF4
PF5
amfoter
-
AlF63-
SF6
(ClF5)
asidik
SiF62-
PF6-
SF60
(ClF6-)
• iyonik florürler, yüksek erime
noktasına sahip kristalin
maddelerdirler.
• Flor iyonunun koordinasyon
sayısı 6 (NaF) veya 4' tür (CaF2).
• Kovalent florürler gaz veya sıvı
halinde olurlar.
• Düşük yükseltgenme basamaklı
bir çok metal florürleri HF
çözeltisinin oksitlere,
hidroksitlere, karbonatlara vs.
etkisi ile elde edilir, mesela:
3HF + Al(OH)3 = AlF3 + 3H2O
• Yüksek yükseltgenme
basamaklı metal ve ametallerin
florürlerini basit maddelerin
yahut düşük florürlerin
florlaşması ile elde edirler,
mesela:
ClF + F2 = ClF3
Kristalin florürlerin çoğu suda
çözünürler.Yalnız LiF istisna
olmakla I. grubun s-elementleri ve
AgF, HgF2, SnF2 ve bazı florürler
suda iyi çözünürler.
• Kimyevi tabiatlarına göre iyonik
florürler bazik, kovalent
florürler ise asidik
bileşiklerdirler.
2NaF + SiF4 =
Na2[SiF6]
bazik asidik
sodyum
hekzaflorosilikat
reaksiyonunda
iyonik
NaF,
florür
iyonunun (F-) taşıdığı elektron çiftlerinin
donoru, kovalent SiF4 ise - akseptoru
rolunu oynar.
• Florürlerin asidik özelliklerinin
güclenmesi ile, mesela MgF2 AlF3 - SiF4 sırasında onların
bazik florürlerle karşılıklı
etkileşmesine ΔG° ' ın eksi
değerinin artışı uygun gelir:
NaF (k) + MgF2 (k) = NaMgF3 (k),
ΔG°298 = -13,96 kJ/mol;
NaF (k) + 1/3 AlF3 (k) = 1/3 Na3AlF6 (k)
ΔG°298 = -30,9 kJ/mol;
NaF (k) + 1/2 SF4 (g) = 1/2 Na2SiF6 (k),
ΔG°298 = -50,99 kJ/mol.
• Bazik florürlerin hidrolizi
sırasında kalevi (bazik) ortam,
asidik florürlerin hidrolizi
esnasında ise asidik ortam
oluşur:
SiF4 + 3H2O =
H2SiO3 + 4HF
• Amfoter florürler gerek bazik,
gerekse de asidik florürlerle
karşılıklı etkileşebilirler.
Sonuncu halde karışık
florürlerin oluşmasına sabeb
olurlar
2KF + BeF2 = K2[BeF4]
BeF2 + SiF4 = Be[SiF6]
• Kompleks florürler çok çeşitlidirler. 2.
periyotun elementlerinin flora göre
koordinasyon sayısı 4 ' e denktir, diğer
periyotların elementleri için tipik
koordinasyon sayısı 6 ' dır. Bunlara ilave
olarak, koordinasyon sayısı 7, 8 ve 9 ' a
denk florürlere de rastlanır.Bunlar:
K2[BeF4]
K2[WF8]
K3[AlF6]
K2[NbF7]
K2[ReF9]
Bu örnekler florokomplekslerde merkez
atomlarının en yüksek yükseltgenme basamağına
sahip olduklarını gösterir.
• Florokomplekslerin türevleri
esasen iyonik bileşiklerdir veya
karışık (polimer) florürlere
(örneğin BeSiF6) aittirler.
• HBF4, HPF6, H2SiF6 tipli halojenli
bileşikler serbest halde
dayanıksızdırlar.
• Suda çözeltileri çok kuvvetli
asitlerdirler.
• Hidrojen florürün (HF) molekülü çok
polardır (m = 0,64 . 10-29 C . m, dH =
0,4+, dF = 0,4-)
• Hidrojen bağları hesabına zigzağabenzer
zincirler oluşturmağa meyillidirler.
• Bu nedenle hidrojen florür normal
şartlarda renksiz, keskin kokulu ve havada
tütsülenen sıvıdır ( erime noktası -83°C,
kaynama noktası 19,5°C).
• Gaz halinde bile hidrojen florür, H2F2, H3F3,
H4F4, H5F5, H6F6 terkipli polimerler
karışımından ibarettir.
• 90°C ' den fazla sıcaklıkta sade HF
molekülleri mevcut olur.
• Bağın yüksek dayanıklığı sayesinde
(dissosasyon enerjisi 565 kJ/mol) HF ' un
atomlara termiki parçalanması 3500°C '
den fazla sıcaklıkta hissedilebilir.
•
Hidrojen florür, florürlere sülfirik asitin
etkisi ile elde edilir:
CaF2 + H2SO4 =
CaSO4 +2HF
• Sıvı hidrojen florürün kendi içinde
iyonlaşması önemsizdir (K = 2,07.1011). Bu olay protonun (florür iyonunun)
bir molekülden diğerine geçmesiyle
mümkündür. Bu zaman solvatlaşmış
floronyum - FH2+ ve florohidrojenat HF2- iyonları oluşurlar:
-
• H - F . . . H - F . . . H - F <=> [H - F - ]+ + [F. . . H . . .F]
veya
HF . . . HF . . . HF <==> FH2+ + HF2-
• Sıvı hidrojen florür çok güclü iyonlaştırıcı
çözücüdür.
•
Su, I. grubun s- elementlerinin florürleri,
sülfatları ve nitratları sıvı HF ' de iyi çözünürler, II.
grubun s- elementlerinin analoji bileşikleri ise biraz
zayıf çözünürler. Bu zaman çözünen maddeler HF
moleküllerinden proton kopararak negatif HF2iyonlarının konsantrasyonunu artırırlar, diğer
deyişle, kendilerini baz gibi gösterirler.
KNO3 + 2HF <==> K+ + HNO3 + HF2-
Hatta bu durumda HNO3 baz gibi davranır:
HNO3 + 2HF <==> NO3H2+ + HF2-
• Suda iyonlaşmayan etanol sıvı
hidrojen florürde, KOH ' un sudaki
bazikliği kadar güclü baz olur:
C2H5OH + HF <==> C2H5OH2+ + HF2• Florür iyonların akseptorları: BF3,
SbF5, sıvı HF ' de asit rolünü
oynarlar:
BF3+ 2HF = FH2+ + BF4SbF5 + 2HF = FH2+ + SbF6-
• Asitler çözüldüklerinde pozitif
floronyum iyonlarının ( FH2+ )
konsantrsyonu artar:
3NaF + AlF3 = 3Na+ + AlF63asidik
bileşik gibi
AlF3 + 3BF3 = Al3+ + 3BF4bazik
bileşik gibi
• Hidrojen florür suda istenilen miktarda
çözünür. Bu zaman HF molekülleri
iyonlaşarak OH3+ ve F- iyonlarını
oluştururlar. Bu iyonlar da HF molekülleri
ile etkileşerek florohidrojenat iyonlarını
oluştururlar:
HF + H2O <==> OH3+ + F-,
K = 7,2.10-4
HF + F- <==> HF2- , K = 5,1
veya toplam olarak
2HF + H2O <==> OH3+ + HF2-
HF çözeltisi (florür asiti) orta kuvvetli
asittir.
Çözeltide H2F3-, H3F4-, HnFn+1- iyonları
mevcut olduğundan HF asidi nötrallaşma
süresi florürler değil, K[HF2] (erime noktası
239°C), K[H2F3] (erime noktası 62°C),
K[H3F4] (erime noktası 66°C), K[H4F5]
(erime noktası 72°C) tipli florohidrojenatlar
oluşturur.
Bu bileşikler çok iyi kristallenirler
ve bozulmadan erirler. Polimer hidrojenat
iyonları H-bağları sayesinde zigzağabenzer
şekildedirler. Florohidrojenatların termiki
bozunmasından HF elde edilir :
K[HnFn+1] = K[Hn-1Fn] + HF
• Hidrojen florür silisyum dioksitle reaksiyona
girmektedir:
SiO2
•
(k)
+ 4HF
(ç)
= SiF4
(g)
+ 2H2O
(s)
Bu nedenle florür asitini cam kablarda değil,
kurşun, kauçuk, polietilen veya parafinli kablarda
saklanmaktadır.
• HF zehirlidir ve deri üzerine düştüğü zaman zor
iyileşen yaralar açar.
•
Florür asiti camın matlaştırılması için, metal
dökümlerinin kumdan temizlenmesinde, florürlerin
elde edilmesinde kullanılır.
• Hidrojen florürden temel olarak organik sentezlerde
de istifade edirler.
• Beni candan usandırdı cefâdan yâr usanmaz mı
Felekler yandı âhımdan murâdım şem'i yanmaz mı
Kamu bîmârına cânân deva-yı derd eder ihsan
Niçün kılmaz bana derman beni bîmar sanmaz mı
Şeb-i hicran yanar cânım döker kan çeşm-i giryânım
Uyadır halkı efgânım gara bahtım uyanmaz mı
Gûl-i ruhsârına karşu gözümden kanlu akar su
Habîbim fasl-ı güldür bu akar sular bulanmaz mı
Gâmım pinhan tutardım ben dedîler yâre kıl rûşen
Desem ol bî-vefâ bilmen inanır mı inanmaz mı
Değildim ben sana mâil sen ettin aklımı zâil
Bana ta'n eyleyen gâfil seni görgeç utanmaz mı
Fuzûlî rind-i şeydâdır hemîşe halka rüsvâdır
Sorun kim bu ne sevdâdır bu sevdâdan usanmaz mı