氟元素既是魔鬼，又是天使！
对于人类而言，化学元素中，有一个既可恨又可爱的家伙。
它极为活泼而顽皮，脾气暴躁而好斗，一般的容器根本禁锢不了它，化学武器神经毒气，也是它在作祟。
一经摸准它的品性，人类便成就了一个辉煌灿烂而又方兴未艾的化工产业。
它是谁？它就是被誉为“化工超人”的氟。
氟是卤族中第一个元素，也是发现得最晚的元素，在化学元素发现史上，持续时间最长、参加人数最多、危险性最大、工作最难的研究课题，莫过于氟单质的制取了。自1810年安培指出氢氟酸中含有一种新元素——氟，到1886年法国化学家莫瓦桑制得单质氟，历时76年之久。
（莫瓦桑，图片来源：百度百科）
为了制取氟气，研究氟的性质，许多化学家前仆后继，为后人留下了一段极其悲壮的历史。他们不惜损害自己的身体健康，甚至被氟气氟化物夺去了宝贵的生命。
氟的性质
物理性质：
氟气是一种淡黄色气体，氟的化合价为-1价，氟的电负性最高，为4.0，电离能为17.422eV，原子半径小，熔点为-219.6℃，沸点为-188.1℃，密度为1.696g/L（0℃），原子序数9，原子量18.9984032，元素名来源于其主要矿物萤石的英文名，是最活泼的非金属元素。氟有18种同位素，但仅有氟-19是稳定的，存在于自然界。氟在地壳中的含量为0.072%，重要的矿物有萤石、氟磷酸钙等。由于氟非常活泼，所以自然界中不存在游离状态的氟。
化学性质：
氢与氟的化合物异常剧烈，反应生成氟化氢。一般情况下，氧与氟不反应，尽管如此，还是存在两种已知的氧氟化物，即二氟化氧和二氟化二氧。由卤素自身形成的化合物有一氟化氯、三氟化氯、三氟化溴、五氟化碘。氟还可以从许多含卤素的化合物中取代其它卤素。大多数有机化合物与氟的反应将会发生爆炸。
氟及其一些化合物都有毒和较强的腐蚀性。氢氟酸可以腐蚀玻璃，而氟离子在人体组织内有渗透性。氢氟酸接触皮肤如不及时处理可以腐烂至骨而造成永久性的损伤，而氟离子可以和钙离子结合而使人发生中毒，而且氢氟酸的灼伤不易被发觉，一般是麻痹1-2小时后才有疼痛感。一旦接触氢氟酸，应该立即用大量水冲洗，并涂上20%氧化镁的甘油悬浮液。而氟磺酸、五氟化锑等化合物具有远强于硫酸等一般强酸的酸性，特定比例的混合物甚至可以分解石蜡。
一般单质氟气以特制铜镍合金钢瓶贮存。在有机化学中使用氟气可以直接氟化羰基、羟基等官能团，其中使用的是掺有5%或10%氟的干燥氮气。
链烷基上的氢可以完全或部分被氟取代，完全被氟取代的化合物通常称为“全氟代物”。与碳氢化合物不同，由于氟原子半径略大于氢原子，所以全氟碳链上的氟原子排列略呈螺旋状，这一类化合物具有与众不同的惰性。
一般全氟高分子非常稳定，耐热耐寒、抗腐蚀性强，如聚四氟乙烯（Teflon），可以耐高达260℃的温度，不沾水和一般有机溶剂，只有氟单质、三氟化氯、五氟化氯和熔融碱金属等可以在高温下腐蚀聚四氟乙烯。QSAR的计算表明，有机分子中，如果氟原子的质量比重超过60%，就可以呈现出“全氟”的特性。
氟的用途
氟化工产品，包括含氟电子化学品、含氟处理剂、含氟添加剂、含氟医药、含氟农药、含氟染料、含氟表面活性剂、含氟涂料等，以其耐化学腐蚀、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异性能而应用广泛，已成为化工行业中发展最快、最有前景的行业之一，其应用领域早已开始从传统行业向建筑、电子、能源、环保、信息、生物医药等新领域渗透。
1.无机氟化学品
六氟化铀：用于使用气体扩散法分离同位素U-235和U-238。和Pu-239一样，前者可以用于制造核弹。当一定形状的U-235超过临界质量后，中子可以引发其链式反应而瞬间释放巨大能量。后者U-238则只能用于增殖弹。气体扩散法利用六氟化铀-235和六氟化铀-238分子质量的微小差异，通过扩散来富集前者。由于扩散速率和分子量的平方根成反比，所以这个方法需要庞大且耐腐蚀（六氟化铀易水解释放出有毒且腐蚀性的氟化铀酰和HF）的设备，因而代价高昂。
（六氟化铀晶体）
六氟化硫：很稳定的无机化合物，具高绝缘性能，在温度达数千度的电弧作用下虽分解为硫和氟的原子状态，但很快又又结合成六氟化硫，因此六氟化硫被广泛用作电器绝缘介质，特别是在高压断路器方面，但是六氟化硫GWP值很高，因此人们正在开发六氟化硫的替代品。
（六氟化硫高压断路器）
二氟化镁：稳定的无机氟化物，经特殊的热压法合成光学晶体，这种晶体对红外光有良好的偏振作用。将二氟化镁作为光学仪器的镜头和滤光器的涂层材料、阴极射线屏的荧光材料、光学透镜的反折射剂等。
（准分子激光应用氟化镁单晶窗口）
氟气：氟气本身是一种激光器材料，一般是氟气与惰性气体如氩、氪等混合使用；氟原子激光器是一种多波长的激光器。液态氟可制氟化试剂（如火箭燃料的氧化剂）以及金属冶炼中的助熔剂等。
（火箭发射）
氟碳相：利用氟碳相在高温与有机相互溶、低温下则不互溶的性质，可以用于萃取有机相中的含氟化合物。也可以由此特性使用亲氟或含氟的催化剂，在反应过程中使包含催化剂的氟碳相和有机相互溶，而反应完成后则降温，使大部分催化剂仍然留在氟碳相中，从而节约催化剂的用量。
2.含氟高分子材料
密封材料：耐高腐蚀介质、耐高温、耐低温、耐辐射、耐老化等的密封材料有：氟硅橡胶、苯撑氟硅橡胶、全氟醚橡胶。
（弹性四氟密封板及定制密封件）
阻燃材料：特殊加工的聚四氟乙烯微粉、聚全氟乙丙烯。
三防膜材料：双向拉伸的高分子量聚四氟乙烯膜复合而成的纺织品（三防服装、战斗服装、军靴、防雨披布）。
电池膜材料：复合的全氟离子交换膜、改性聚偏氟乙烯
电解液材料：六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂等
（电池薄膜）
光学材料：含氟聚丙烯酸酯、α-氟代的特殊聚丙烯酸酯。
压电材料：改性的聚偏氟乙烯。
国防涂料：含氟涂料
氟利昂：非单一物质，是氯氟烃化合物(CFCs和HCFCs)的总称，无毒、不燃、无腐蚀性、化学性质稳定、热力学和电学性能优良等特点，广泛用于制冷剂、发泡剂、清洗剂。
（氟利昂）
含氟农药：因有机分子中的氟原子和三氟甲基等有强的亲酯性，故在农药分子中引入氟原子可以显著降低其用量。
（含氟菊酯类杀虫剂）
3.含氟精细化学品
含氟油脂：氟醚油、氟氯油、氟溴油等，具有比重大、粘温性好、耐氧化、耐老化、耐辐射等特性，用于化学工业、电子/半导体工业、汽车制造工业、氧气工业。
（全氟聚醚油）
三氟碘甲烷：作为灭火剂具有灭火效率高、安全性能好、经济效用高、灭火后不留痕迹等特点。
人造代血浆：全氟醚类化合物可携带氧气和部分人体需要的养料和排泄物等。在需要全身换血时，可用它暂时代替病人体内的血液；由于其挥发性，待几天后可自行排出。因为全氟化合物很稳定，一般很少有毒副作用。
含氟麻醉剂：恩氟烷、异氟烷、七氟烷、地氟烷等，毒副作用小、麻醉起效快、苏醒时间短。
（含氟吸入式麻醉药）
化学武器：含氟的膦酸酯类化合物具有极强的毒性，研发了第一种该类神经毒气沙林；此后发现毒性更大的此类毒气梭曼和VX。
4.氟的同位素
氟-18是一个很好的正电子源(positron emitter)，常被用于正电子发射计算机断层显像(PET)示踪剂的合成，目前临床最常用的示踪剂(PET tracer)氟-18代脱氧葡萄糖(18F-FDG)就是含有氟18的示踪剂。
（医院CT扫描）
