Fluor (Z=9): das reaktive und essentielle chemische Element
Wesentliche Rolle von Fluorid
DERFluor(Symbol F, Ordnungszahl 9) ist ein äußerst reaktives chemisches Element und wird häufig in vielen industriellen und biologischen Anwendungen verwendet. Obwohl es in freier Form selten vorkommt, kommt es in Verbindungen wie Fluoriden vor, die bei verschiedenen chemischen und biologischen Prozessen eine entscheidende Rolle spielen.
Beitrag von Fluorid zu lebenswichtigen Prozessen
Fluorid ist für die menschliche Zahngesundheit unerlässlich, da es zur Mineralisierung der Zähne und zur Vorbeugung von Karies beiträgt. In Form von Fluorid stärkt es den Zahnschmelz und hemmt die Demineralisierung des Zahnschmelzes in Gegenwart von Säuren, die von Mundbakterien produziert werden.
Geschichte der Entdeckung
1813: Erste Beobachtung von Fluor Fluor wurde erstmals vom schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele identifiziert, der Flusssäure aus dem Mineral Fluorit extrahierte.
1886: Isolierung von Fluor Im Jahr 1886 gelang es dem französischen Chemiker Henri Moissan erstmals, Fluorgas zu isolieren, eine Leistung, für die er 1906 den Nobelpreis für Chemie erhielt.
Atombau
Verfassung:Das Fluoratom hat 9 Protonen, 10 Neutronen und 9 Elektronen, seine elektronische Konfiguration ist 1s² 2s² 2p⁵. Isotope:
Fluor-18 (¹⁸F): radioaktives Isotop, das in der Medizin für die Positronenemissionstomographie (PET)-Bildgebung verwendet wird.
Zweiatomiges Gas (F₂), farblos, mit starker chemischer Reaktivität.
Molmasse: ˜ 18.998 g/mol
Schmelzpunkt: 53,53 K (-219,62 °C)
Siedepunkt: 85,03 K (-188,15 °C)
Dichte: ~1,696 g/L (bei 0°C und 1 atm)
Extrem hohe Reaktivität mit vielen Elementen, insbesondere Metallen.
Chemische Reaktivität
Fluor ist das elektronegativste chemische Element und geht mit vielen Elementen sehr starke Bindungen ein.
Reagiert heftig mit vielen Metallen unter Bildung von Fluoriden, beispielsweise Calciumfluorid (CaF₂).
Es reagiert auch mit Kohlenwasserstoffen unter Bildung von Organofluorverbindungen, die in industriellen Anwendungen verwendet werden.
Fluor ist ein starkes Oxidationsmittel und reagiert bei relativ niedrigen Temperaturen mit organischen und anorganischen Materialien.
Industrielle und technologische Anwendungen
Herstellung von Fluoriden, insbesondere Calciumfluorid, das bei der Herstellung von Aluminium verwendet wird.
Herstellung von FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffen) für Kältemittel (heute aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Ozonschicht weitgehend verboten).
Verwendung in Zahnschutzprodukten (Zahnpasten mit Natriumfluorid).
Fluorkohlenwasserstoffe werden in der Elektronikindustrie zur Herstellung hitze- und korrosionsbeständiger Komponenten verwendet.
Herstellung von angereichertem Uran für Kernreaktoren durch Verwendung von Fluor in Uranhexafluorid (UF₆).
Biologische und ökologische Rolle
Fluorid ist für die Zahngesundheit unerlässlich und beugt der Entstehung von Karies vor.
Es wird in Chemikalien verwendet, die den Stoffwechsel bestimmter Organismen beeinflussen, obwohl sein Überschuss giftig ist.
In einigen Ländern wird dem Trinkwasser Natriumfluorid zugesetzt, um Karies vorzubeugen.
Umwelt- und Industriethemen
Fluorverbindungen wie FCKW sind für die Zerstörung der Ozonschicht verantwortlich, was zu einem Rückgang ihres weltweiten Einsatzes führt.
Fluorid kann in hohen Konzentrationen giftig sein und Pflanzen und Tiere in manchen Gegenden beeinträchtigen, in denen das Wasser oder der Boden hohe Mengen an Fluorid enthält.
