Большая Советская Энциклопедия (ФТ)

  Физические и химические свойства. Газообразный Ф. имеет плотность 1,693 г/л (0°С и 0,1 Мн/м² , или 1 кгс/см² ), жидкий — 1,5127 г/см³ (при температуре кипения); t _пл — 219,61°С; t _kип — 188,13°С. Молекула Ф. состоит из двух атомов (F₂ ); при 1000°С 50% молекул диссоциирует, энергия диссоциации около 155 ± 4 кдж/моль (37 ± 1 ккал/моль ). Ф. плохо растворим в жидком фтористом водороде; растворимость 2,5·10^-3 г в 100 г HF при —70°С и 0,4·10_-3 при —20°С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Конфигурация внешних электронов атома Ф. 2s² 2p² . В соединениях проявляет степень окисления — 1. Ковалентный радиус атома 0,72Å, ионный радиус 1,33Å. Сродство к электрону 3,62 эв , энергия ионизации (F ® F⁺ ) 17,418 эв . Высокими значениями сродства к электрону и энергии ионизации объясняется сильная электроотрицательность атома Ф., наибольшая среди всех др. элементов. Высокая реакционная способность Ф. обусловливает экзотермичность фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой величиной энергии диссоциации молекулы Ф. и большими величинами энергии связей атома Ф. с др. атомами. Прямое фторирование имеет цепной механизм и легко может перейти в горение и взрыв. Ф. реагирует со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. С кислородом взаимодействует в тлеющем разряде, образуя при низких температурах фториды кислорода O₂ F₂ , O₃ F₂ и др. Реакции Ф. с др. галогенами экзотермичны, в результате образуются межгалогенные соединения . Хлор взаимодействует с Ф. при нагревании до 200—250°С, давая монофтористый хлор CIF и трёхфтористый хлор ClF₃ . Известен также CIF₅ , получаемый фторированием ClF₃ при высокой температуре и давлении 25 Мн/м² (250 кгс/см² ). Бром и йод воспламеняются в атмосфере Ф. при обычной температуре, при этом могут быть получены BrF₃ , BrF₅ , IF₅ , IF₇ . Ф. непосредственно реагирует с криптоном, ксеноном и радоном, образуя соответствующие фториды (например, XeF₄ , XeF₆ , KrF₂ ). Известны также оксифториды ксенона.

  Взаимодействие Ф. с серой сопровождается выделением тепла и приводит к образованию многочисленных серы фторидов . Селен и теллур образуют высшие фториды SeF₆ TeF₆ . Ф. с водородом реагируют с воспламенением; при этом образуется фтористый водород . Это радикальная реакция с разветвлением цепей: HF* + H₂ = HF + H₂ *; H₂ * + F₂ = HF + Н + F (где HF* и H₂ * — молекулы в колебательно-возбуждённом состоянии); реакция используется в химических лазерах. Ф. с азотом реагирует лишь в электрическом разряде (см. Фториды азота ). Древесный уголь при взаимодействии с Ф. воспламеняется при обычной температуре; графит реагирует с ним при сильном нагревании, при этом возможно образование твёрдого фтористого графита (CF)_x или газообразных перфторуглеродов CF₄ , C₂ F₆ и др. С бором, кремнием, фосфором, мышьяком Ф. взаимодействует на холоду, образуя соответствующие фториды. Ф. энергично соединяется с большинством металлов; щелочные и щёлочноземельные металлы воспламеняются в атмосфере Ф. на холоду, Bi, Sn, Ti, Mo, W — при незначительном нагревании, Hg, Pb, U, V реагируют с Ф. при комнатной температуре, Pt — при температуре темно-красного каления. При взаимодействии металлов с Ф. образуются, как правило, высшие фториды, например UF₆ , MoF₆ , HgF₂ . Некоторые металлы (Fe, Cu, Al, Ni, Mg, Zn) реагируют с Ф. с образованием защитной плёнки фторидов, препятствующей дальнейшей реакции.

  При взаимодействии Ф. с окислами металлов на холоду образуются фториды металлов и кислород; возможно также образование оксифторидов металлов (например, MoO₂ F₂ ). Окислы неметаллов либо присоединяют Ф., например SO₂ + F₂ = SO₂ F₂ , либо кислород в них замещается на Ф., например SiO₂ + 2F₂ = SiF₄ + O₂ . Стекло очень медленно реагирует с Ф.; в присутствии воды реакция идёт быстро. Вода взаимодействует с Ф.: 2H₂ O + 2F₂ = 4HF + O₂ ; при этом образуется также OF₂ и перекись водорода H₂ O₂ . Окислы азота NO и NO₂ легко присоединяют Ф. с образованием соответственно фтористого нитрозила FNO и фтористого нитрила FNO₂ . Окись углерода присоединяет Ф. при нагревании с образованием фтористого карбонила: CO + F₂ = COF₂ .

  Гидроокиси металлов реагируют с Ф., образуя фторид металла и кислород, например 2Ba(OH)₂ + 2F₂ = 2BaF₂ + 2H₂ O + O₂ . Водные растворы NaOH и KOH реагируют с Ф. при 0°С с образованием OF₂ .