Фазы фтора

Фтор образует двухатомные молекулы ( F
₂ ), которые при комнатной температуре являются газообразными и имеют плотность примерно в 1,3 раза больше плотности воздуха. ^[1]^{[примечание 1]} Хотя чистый газообразный фтор иногда называют желто-зеленым, на самом деле он имеет очень бледно-желтый цвет. Цвет можно наблюдать только в концентрированном газообразном фторе, если смотреть вниз по оси длинных трубок, поскольку он кажется прозрачным при наблюдении сбоку в обычных трубках или при его утечке в атмосферу. ^[3] Элемент имеет «резкий» характерный запах, который заметен при концентрации всего 20 частей на миллиард . ^[4]

Фтор конденсируется в ярко-желтую жидкость при температуре -188 ° C (-307 ° F). ^[5] что близко к температурам конденсации кислорода и азота.

Твердое состояние фтора удерживает за счет сил Ван-дер-Ваальса . молекулы вместе ^{[ нужна ссылка ]} которые из-за небольшого размера молекул фтора относительно слабы. Следовательно, твердое состояние фтора больше похоже на состояние кислорода. ^[6]^[7] или благородных газов, чем более тяжелых галогенов. ^{[ нужна ссылка ]}

Фтор затвердевает при -220 ° C (-363 ° F). ^[5] в кубическую структуру, называемую бета-фтором. Эта фаза прозрачна и мягка, со значительным разупорядочением молекул; его плотность 1,70 г/см. ³. твердое тело При -228 ° C (-378 ° F) фтор претерпевает фазовый переход в моноклинную структуру, называемую альфа-фтором.

Контур в форме параллелограмма с заполняющими пространство двухатомными молекулами (соединенными кругами), расположенными в два слоя. — Кристаллическая структура альфа-фтора

Эта фаза непрозрачная и твердая, с плотноупакованными слоями молекул, более плотная - 1,97 г/см. ³. ^[9] Фазовый переход в твердом состоянии требует больше энергии, чем переход точки плавления, и может быть резким, приводя к разрушению образцов и вышибанию окон держателей образцов. ^[10]^[11]

История

Анри Муассан был первым, кто выделил элемент в 1886 году, наблюдая его газообразную фазу. Одиннадцать лет спустя сэр Джеймс Дьюар впервые превратил этот элемент в жидкость. По неясным причинам Дьюар измерил плотность жидкости примерно на 40% меньше, и это не было исправлено до 1951 года. ^[12]^: 4, 110 Твердый фтор получил значительное исследование 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, датируется статьей Лайнуса Полинга 1970 года .

Примечания

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

Цитаты

^ Жакко и др. 2005 , с. 2.
^ Шелквист, Ричард (2010). «Введение в расчеты плотности воздуха и высоты по плотности» . Шелквист Инжиниринг . Проверено 29 апреля 2011 г.
^ Бердон, Эмсон и Эдвардс 1987 , с. 471.
^ Как и 2004 г. , стр. 4.12.
^ Jump up to: ^а ^б Дин 1999 , с. 523.
^ Джордан, Стрейб и Липскомб 1964 , стр. 760.
^ Джордан и др. 1964
^ Джордан, Стрейб и Липскомб, 1964 , рис. 1.
^ Мейер, Барретт и Грир 1969 .
^ Янг 1975 , с. 10
^ Барретт, Мейер и Вассерман 1967 .
^ Кларк, Джон Друри (23 мая 2018 г.). Зажигание!: Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. п. 302. ИСБН 978-0-8135-9918-2 . ОСЛК 281664 .

Индексированные ссылки

Дин, Джон А. (1999). Справочник Ланге по химии (15-е изд.). McGraw-Hill, Inc. ISBN 0-07-016190-9 .
Ульманн, Франц, изд. (2005). Энциклопедия промышленной химии . Вайли-ВЧ . ISBN 978-3-527-30673-2 .
- Жакко, Майкл; Фарон, Роберт; Девильерс, Дидье; Романо, Рене (2000). "Фтор". Энциклопедия промышленной химии Ульмана . дои : 10.1002/14356007.a11_293 . ISBN 3527306730 .
Лиде, Дэвид Р. (2004). Справочник по химии и физике (84-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. ISBN 0-8493-0566-7 .
Мейер, Лотар; Барретт, CS; Грир, Сандра К. (15 августа 1969 г.) [4 марта 1968 г.]. «Кристаллическая структура α-фтора» . Журнал химической физики . 49 (4). Американский институт физики: 1902–1907. Бибкод : 1968ЖЧФ..49.1902М . дои : 10.1063/1.1670323 .
Джордан, TH; Штрайб, МЫ; Липскомб, WN (1964). «Монокристаллическое рентгеноструктурное исследование β-фтора». Журнал химической физики . 41 (3): 760. Бибкод : 1964JChPh..41..760J . дои : 10.1063/1.1725957 .
Бердон, Дж.; Эмсон, Б.; Эдвардс, Эй Джей (1987). «Действительно ли фтор желтый?». Журнал химии фтора . 34 (3–4): 471–474. дои : 10.1016/S0022-1139(00)85188-X .
Янг, Дэвид А. (1975). Фазовые диаграммы элементов (Отчет). Спрингер . Проверено 25 февраля 2016 г.
Барретт, CS; Мейер, Л.; Вассерман, Дж. (1967). «Фазовая диаграмма аргон-фтор». Журнал химической физики . 47 (2): 740–743. Бибкод : 1967ЖЧФ..47..740Б . дои : 10.1063/1.1711946 .
Джордан, TH; Стрейб, В.Д.; Смит, Х.В.; Липскомб, WN (1964). «Монокристаллические исследования β-F2 и γ-O2» . Акта Кристаллографика . 17 (6): 777. doi : 10.1107/S0365110X6400202X .

Дальнейшее чтение

Полинг, Л.; Кивени, И.; Робинсон, AB (1970). «Кристаллическая структура α-фтора». Журнал химии твердого тела . 2 (2): 225–227. Бибкод : 1970ЮССЧ...2..225П . дои : 10.1016/0022-4596(70)90074-5 .
Эттерс, Р.Д.; Кирин, Д. (1986). «Поведение твердого молекулярного фтора при высоком давлении при низких температурах». Журнал физической химии . 90 (19): 4670. doi : 10.1021/j100410a041 .
Кобаши, К.; Кляйн, МЛ (1980). «Решеточные колебания твердого α-F2». Молекулярная физика . 41 (3): 679. Бибкод : 1980МолФ..41..679К . дои : 10.1080/00268978000103071 .
Английский, Калифорния; Венейблс, Дж. А. (1974). «Структура двухатомных молекулярных твердых тел». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 340 (1620): 57. Бибкод : 1974RSPSA.340...57E . дои : 10.1098/rspa.1974.0140 . S2CID 94525910 .
http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/4010212-0BbwUC/4010212.pdf (фазовые диаграммы элементов)
http://jcp.aip.org/resource/1/jcpsa6/v47/i2/p740_s1?isAuthorized=no (выброс держателя образца)
НАСА ADS: Твердый фтор и твердый хлор: кристаллические структуры и межмолекулярные силы, SC Nyburg

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

[FOOTNOTEJaccaud_et_al.20052-1] Жакко и др. 2005 , с. 2.

[2] Шелквист, Ричард (2010). «Введение в расчеты плотности воздуха и высоты по плотности» . Шелквист Инжиниринг . Проверено 29 апреля 2011 г.

[FOOTNOTEBurdonEmsonEdwards1987471-4] Бердон, Эмсон и Эдвардс 1987 , с. 471.

[FOOTNOTELide20044.12-5] Как и 2004 г. , стр. 4.12.

[FOOTNOTEDean1999523-6] Jump up to: ^а ^б Дин 1999 , с. 523.

[FOOTNOTEJordanStreibLipscomb1964760-7] Джордан, Стрейб и Липскомб 1964 , стр. 760.

[FOOTNOTEJordanStreibSmithLipscomb1964-8] Джордан и др. 1964

[9] Джордан, Стрейб и Липскомб, 1964 , рис. 1.

[FOOTNOTEMeyerBarrettGreer1969-10] Мейер, Барретт и Грир 1969 .

[phases-11] Янг 1975 , с. 10

[FOOTNOTEBarrettMeyerWasserman1967-12] Барретт, Мейер и Вассерман 1967 .

[Clark2018-13] Кларк, Джон Друри (23 мая 2018 г.). Зажигание!: Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. п. 302. ИСБН 978-0-8135-9918-2 . ОСЛК 281664 .

[1]

[примечание 1]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[2]