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Fluor

Verbindungen

Da Fluor das elektronegativste Element aller Elemente ist, liegt es in seinen Verbindungen immer in der Oxidationsstufe –1 vor. Mit Metallen bilden sich salzartige Fluoride. Fluorid, F ist allerdings auch ein guter Ligand in Metallkomplexen, wie z.B. [FeF6]3, K3[AlF6] oder K2[ZrF6].

Sauerstoff-Verbindungen des Fluors

Es existieren zwei Sauerstoff-Verbindungen des Fluors, OF2 und O2F2, mit analogen Strukturen zu H2O und H2O2. Die Sauerstoff-Verbindungen sind endotherm.

Sauerstoffdifluorid
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Sauerstoffdifluorid ist ein hochgiftiges Gas und entsteht durch Einleiten von Fluor in Natronlauge gemäß folgender Gleichung:

2NaOH+ 2F2 OF2+ 2NaF+ H2O

In alkalischer Lösung erfolgt Zersetzung in F und O2.

Fluorwasserstoff

Fluorwasserstoff ist im Gegensatz zu den anderen gasförmigen Halogenwasserstoffen flüssig (Siedepunkt: 19.5 °C), obwohl die Siedetemperaturen der Halogenwasserstoffe innerhalb der Gruppe von oben nach unten zunehmen. Diese anormale Eigenschaft ist durch zusätzliche Bindungskräfte zwischen den HF-Molekülen zu erklären, die durch Wasserstoff-Brückenbindungen hervorgerufen werden. Sie verlaufen im Feststoff als Zickzack-Ketten, in der Gasphase bilden sich gewellte (HF)6-Ringe.

Abb.1
Kettenstruktur von HF

Wässrige Lösungen von HF werden als Flusssäure bezeichnet. Eine Lösung von 38,2 % HF in Wasser bildet ein azeotrop siedendes Gemisch mit einem Siedepunkt von 112 °C. Flusssäure ist sehr ätzend und greift Glas an.

Verwendung
Flusssäure wird zum Ätzen von Glas und Metallen eingesetzt. Glas wird durch Flusssäure mattiert. Verätzungen der Haut mit Flusssäure sind extrem gefährlich, da HF ein Kontaktgift ist und sehr gut durch die Haut aufgenommen wird. Sie beeinflusst biochemische Stoffwechselvorgänge und wirkt als Enzymhemmer. Knochen werden ebenfalls sehr schnell geschädigt. Dies ist umso tückischer, als dass oberflächlich teilweise die Haut unbeschädigt erscheint und Schmerzen erst verzögert einsetzen. Bereits handtellergroße Verätzungen können tödlich sein. HF greift Quarz an. Daher darf Flusssäure nur in Kunststoffbehältern aufbewahrt werden.

Hypofluorige Säure, HOF

Die hypofluorige Säure, HOF, entsteht bei –45 °C durch die Reaktion von Fluor mit Eis und Kondensation des entstehenden Gases. HOF ist bei Raumtemperatur instabil. Der Name Säure ist hier irreführend, da HOF keine Protonen freisetzt, entsprechende Salze sind ebenfalls nicht bekannt. Im HOF besitzt Fluor die Oxidationszahl – 1 und nicht wie die anderen formal analogen Halogene die Oxidationszahl + 1 (z.B. hypochlorige Säure, HOCl).

Edelgas-Verbindungen

Fluor ist das einzige Element, das mit Edelgasen (Xenon) thermodynamisch stabile Verbindungen bildet.

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