Фазы фтора - Phases of fluorine

Фтор формы двухатомные молекулы (F
2), которые являются газообразными при комнатной температуре с плотностью примерно в 1,3 раза больше плотности воздуха.[1][примечание 1] Хотя иногда его называют желто-зеленым, чистый газообразный фтор на самом деле имеет очень бледно-желтый цвет. Цвет можно наблюдать только в концентрированном газообразном фторе, если смотреть вниз по оси длинных трубок, так как он кажется прозрачным при наблюдении сбоку в обычных трубках или при выходе в атмосферу.[3] Элемент имеет «резкий» характерный запах, который заметен уже при концентрациях до 20ppb.[нужна цитата ]

1892 г. наблюдение цвета газообразного фтора. Анри Муассан, который первым изолировал элемент, используя вид с торца на трубках длиной 5 метров. Воздух (1) слева, фтор (2) посередине, хлор (3) справа.
Жидкий фтор

Фтор конденсируется в ярко-желтую жидкость при -188 ° C (-307 ° F),[4] что близко к температурам конденсации кислорода и азота.

Твердое состояние фтора зависит от Силы Ван-дер-Ваальса удерживать молекулы вместе,[нужна цитата ] что из-за небольшого размера фтор молекулы, относительно слабы. Следовательно, твердое состояние фтора больше похоже на состояние кислорода или благородных газов, чем на состояние более тяжелых галогенов.[нужна цитата ]

Анимация, показывающая кристаллическую структуру бета-фтора.

Фтор затвердевает при -220 ° C (-363 ° F).[4] в кубический структура, называемая бета-фтором. Этот фаза прозрачный и мягкий, со значительным беспорядком молекул; его плотность 1,70 г / см3. При -228 ° C (-378 ° F) фтор претерпевает твердое-твердое фаза перехода в моноклинический структура называется альфа-фтором. Эта фаза непрозрачная и твердая, с плотноупакованными слоями молекул, более плотная - 1,97 г / см.3.[5] Фазовый переход в твердом состоянии требует больше энергии, чем переход температуры плавления, и может быть резким, разрушая образцы и выбивая окна держателя образцов.[6][7]

Твердому фтору уделялось значительное внимание в 1920-х и 30-х годах, но относительно меньше до 1960-х годов. Приведенная кристаллическая структура альфа-фтора, которая все еще имеет некоторую неопределенность, восходит к статье 1970 г. Линус Полинг.

наклонные линии, показывающие линейные зависимости давления от температуры нижних фазовых границКонтур в форме параллелограмма с двухатомными молекулами, заполняющими пространство (соединенные круги), расположенными в два слоя.
Низкотемпературные фторные фазыКристаллическая структура альфа-фтора

Примечания

  1. ^ Плотность воздуха при 100килопаскаль и 0 ° C составляет 1,2724 г / л.[2]

Цитаты

  1. ^ Jaccaud et al. 2005 г., п. 2.
  2. ^ Шелквист, Ричард (2010). «Введение в расчет плотности воздуха и высоты над уровнем моря». Шелквист Инжиниринг. Получено 29 апреля 2011.
  3. ^ Burdon, J .; Emson, B .; Эдвардс, А. Дж. (1987). «Действительно ли газообразный фтор желтый?». Журнал химии фтора. 34 (3–4): 471. Дои:10.1016 / S0022-1139 (00) 85188-X.
  4. ^ а б Дин 1999, п. 523.
  5. ^ http://jcp.aip.org/resource/1/jcpsa6/v49/i4/p1902_s1
  6. ^ Янг, Дэвид А. (1975). Фазовые диаграммы элементов (Отчет). Springer. п. 10. Получено 2016-02-25.
  7. ^ Barrett, C.S .; Meyer, L .; Вассерман, Дж. (1967). «Фазовая диаграмма аргон — фтор». Журнал химической физики. 47 (2): 740–743. Bibcode:1967ЖЧФ..47..740Б. Дои:10.1063/1.1711946.

Проиндексированные ссылки

  • Дин, Джон А. (1999). Справочник Ланге по химии (15-е изд.). McGraw-Hill, Inc. ISBN  0-07-016190-9.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Ульманн, Франц, изд. (2005). Энциклопедия промышленной химии. Вайли-ВЧ. ISBN  978-3-527-30673-2.
    • Жако, Майкл; Фарон, Роберт; Девилье, Дидье; Романо, Рене (2000). "Фтор". Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Дои:10.1002 / 14356007.a11_293. ISBN  3527306730.

дальнейшее чтение