フッ素【Fluorine】

フッ素の基本情報

最終更新

2007-04-26T00:00:00+09:00

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https://www.7key.jp/data/science/element/f.html#basic

フッ素の一般特性

名称/記号/番号

フッ素 / F / 9

分類

ハロゲン

族/周期/ブロック

17（VIIB） / 2 / p

密度/硬度

1.696kg・m^-3 / （不明）

単体の色

淡黄褐色

フッ素の原子特性

原子量

18.9984032amu

原子半径（計測値）

50（42）pm

共有結合半径

71pm

VDW半径

147pm

電子配置

[He]2s² 2p⁵

電子殻

2,7

酸化数（酸化物）

-1（強酸性酸化物）

結晶構造

立方晶

フッ素の物理特性

相

気体（非磁性体）

融点

53.53K（-219.62℃/-363.32°F）

沸点

85.03K（-188.12℃/-306.62°F）

モル体積

11.20×10^-3m³・mol^-1

気化熱

3.2698kJ・mol^-1

融解熱

0.2552kJ・mol^-1

蒸気圧

不明

音の伝わる速さ

不明

その他

クラーク数

0.03%

電気陰性度

3.98（ポーリング）

比熱容量

824J・kg^-1・K^-1

導電率

不明

熱伝導率

0.0279W・m^-1・K^-1

イオン化エネルギー

第1：1681kJ・mol^-1/第2：3374.2kJ・mol^-1/第3：6050.4kJ・mol^-1/第4：8407.7kJ・mol^-1/第5：11022.7kJ・mol^-1/第6：15164kJ・mol^-1/第7：17868kJ・mol^-1/第8：92038.1kJ・mol^-1/第9：106434.7kJ・mol^-1

フッ素のその他情報

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フッ素の特徴

最も軽いハロゲン元素。全元素中最も大きな電気陰性度をもつ。天然には、蛍石や氷晶石として存在する。単体は通常分子として存在する。常温常圧では淡黄褐色で特有の臭いをもつ気体。非常に強い酸化作用があり、猛毒。その反面、ほ乳類に取っては必須ミネラルの1つでもあるが、欠乏と過剰になる量の範囲が非常に狭い栄養素であるため、サプリメントにすることは難しい。主な摂取源は飲料水と動物の骨など。フッ素過剰症になると全身に骨硬化症、脂質代謝障害、糖質代謝障害などの症状が現れる。ガラスや白金さえも侵すためその性質上、単体で保存することはほとんどない。もっぱら単体よりも穏やかな化合物の状態で保存され、容器には化合物であっても侵されにくいポリエチレン製の瓶や、テフロンコーティングされた容器が用いられる。単体はフッ化水素（HF）を電解するか、フッ化水素カリウム (KHF₂) を電解することで得られる。

フッ素の歴史

古くから製鉄などにおいて、フッ素の化合物である蛍石（CaF₂）が融剤として用いられた。1670年には、ドイツのガラス加工業者のハインリッヒ・シュヴァンハルト【Heinrich Schwanhard】が蛍石の酸溶解物にガラスをエッチングする作用があることに気づいた。蛍石に硫酸を加えると発生するフッ化水素は、1771年にカール・シェーレが発見。未知の元素が蛍石に含まれる可能性から、フランスのアンドレ・マリー・アンペールは未発見の新元素に「fluorine」と名付けた。フッ化水素と塩化水素の組成がフッ素と塩素の違いだけであると、最初に主張したのはアンペール。1886年、アンリ・モアッサンが単離に成功。

フッ素の用途

• 代表的なフッ素化ポリマーであるテフロンは、撥水性・耐薬品性・耐熱性などに優れた材料として広範囲に使用されている。家庭ではフライパンの表面のコーティングに用いられている。また、フッ素化ポリマーは近赤外領域の透過性が高いため、光ファイバーの材料としても利用されつつある。
• フッ化の化合物の一種であるフロン（商品名フレオン）は冷媒として広く使われていた。しかし、塩素原子を含む一部のフロンはオゾン層を破壊することが判明したため、塩素原子を含まない代替フロンやフロン以外の冷媒が使用されるようになった。
• 六フッ化硫黄が絶縁性気体に使われる。絶縁性能に優れ、主に容量の大きな電力機器で使われている。
• フッ素にはガラスの屈折率を低下させる働きがあるため、光ファイバーなど通信の分野において、その屈折率制御にフッ素が使われている。
• フッ素はウラン235と238の混合物から、核物質として有用なウラン235を分離・濃縮する際に用いられる。
• 単体のフッ素はロケット燃料の酸化剤としても使われる。
• 半導体や液晶の製造装置に溜まったシリコンなどのかすを除去するためにフッ素ガスが使われている。

その他

ラテン語の「流れる（fluo）」から命名。ある物質にフローライトを加えると融点が下がって液化し易くなり、その結果この元素の単離に成功したことにちなむ。