物理 [元素周期表] 氟
氟 (Fluorine)
1. 基本信息
元素符号: F
原子序数: 9
原子量: 18.998
位置: 位于元素周期表第二周期，第VIIA族（17族），是卤素家族的第一个成员，也是整个周期表中电负性最强、化学性质最活泼的非金属元素。
电子构型: [He] 2s² 2p⁵
2. 原子结构
极强的电负性: 氟原子具有所有元素中最强的电负性（鲍林标度为4.0），这意味着它在化学反应中极其渴望获得一个电子，以达到稳定的8电子（稀有气体）构型。
小的原子半径: 其原子半径在同族中最小，导致电子云密度高，对电子的吸引力极强。
3. 物理性质
状态: 在标准条件下，是淡黄色的双原子气体（F₂）。
气味: 具有强烈刺激性、难闻的气味。
熔点和沸点: 很低（熔点: -219.67°C；沸点: -188.11°C）。
反应性: 极其活泼且具有强腐蚀性。几乎能与除氦、氖、氩以外的所有元素反应，且反应通常非常剧烈，常伴随燃烧或爆炸。
4. 化学性质
氟的化学性质几乎完全由其“渴望电子”的本性驱动。
与金属反应: 能与几乎所有金属剧烈反应，甚至在常温下就能腐蚀金和铂（王水都无法溶解的铂），生成相应的氟化物。例如，它能与铝剧烈反应。
与非金属反应: 能与除少数稀有气体外的大部分非金属反应。例如，能与硅、磷、硫、碳等单质直接化合。
与有机物反应: 具有极强的破坏性。能与烃类发生剧烈的取代反应，甚至能使聚乙烯、聚四氟乙烯（特氟龙）以外的绝大多数有机物燃烧。
与水反应: 能剧烈分解水：
2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂。“王水”也无法溶解的物质，如玻璃（二氧化硅），能被氟或氟化氢（HF）腐蚀：
SiO₂ + 4HF → SiF₄↑ + 2H₂O。
5. 存在与制备
自然界存在: 由于太活泼，在自然界中不以游离态（F₂）存在，只以化合态存在。
主要矿物: 萤石（氟化钙，CaF₂）、冰晶石（Na₃AlF₆）、氟磷灰石（Ca₅(PO₄)₃F）。
工业制法（唯一方法）:
熔融盐电解: 在1886年由法国化学家莫瓦桑首次实现。通常电解无水氟化氢（HF）和氟化钾（KF）的熔融混合物。整个过程必须在无水的特殊容器（如铜、镁或不锈钢） 中进行，因为水和普通材料会被迅速腐蚀。
6. 主要用途
氟的用途主要基于其强反应性和其化合物的独特性质。
含氟化合物 (核心应用领域):
含氟制冷剂: 过去使用氟利昂（CFCs，因破坏臭氧层已逐步淘汰），现在使用其替代品（如HFCs）。
含氟聚合物: 最著名的是聚四氟乙烯 (PTFE，商品名特氟龙 Teflon)，具有极佳的耐腐蚀性、低摩擦系数和耐高温性，用于不粘锅涂层、化工管道、密封件等。
含氟医药与农药: 在分子中引入氟原子可以显著改变药物的代谢稳定性、活性和生物利用度。许多现代药物（如氟喹诺酮类抗生素、氟西汀等抗抑郁药）和高效农药都含有氟。
含氟表面活性剂: 具有极高的表面活性，用于灭火剂（如轻水泡沫）、纺织品处理和电子工业。
氟化氢 (HF):
石油工业: 用作烷基化过程的催化剂，生产高辛烷值汽油。
蚀刻玻璃: 利用其与二氧化硅反应的性质，在玻璃上刻蚀图案。
单质氟 (F₂):
火箭推进剂: 作为强氧化剂，用于某些高性能火箭燃料。
日常应用:
含氟牙膏: 添加氟化钠或单氟磷酸钠，能与牙齿表面的羟基磷灰石反应生成更耐酸的氟磷灰石，有效预防龋齿（蛀牙）。
饮用水氟化: 在严格控制浓度下，向饮用水中添加微量氟化物以预防公众龋齿。
