フッ(弗)素(読み)ふっそ

改訂新版 世界大百科事典 「フッ(弗)素」の意味・わかりやすい解説

フッ(弗)素 (ふっそ)
fluorine

周期表第ⅦB族に属するハロゲン元素の一つ。強い反応性のため単体としては天然に産出せず,蛍石CaF2,氷晶石Na3AlF6などの鉱物として産する。蛍石は古くから冶金窯業において,溶融物やスラグに流動性を与えるためのフラックス(融剤)として用いられ,ラテン語の〈流れるfluo〉にちなんでfluoriteと呼ばれている。1886年,F.F.H.モアッサンは無水の液状フッ化水素にフッ化カリウムを溶かし,電気分解してフッ素を単離したが,同様にfluoをもとにfluorineと命名した。工業的には融解したフッ化水素カリウムKF・nHFを電気分解してつくられる。

常温ではF2として存在し,F-F原子間距離は1.418Å。黄緑色の特異臭のある気体。電子親和力344kJ/mol,イオン化ポテンシャル17.43V,標準電極電位2.85V。電気陰性度はあらゆる元素中最大で,ヘリウムアルゴンを除く希ガスを含め,ほとんどすべての元素と反応し,フッ化物をつくる。キセノンとは混合して加熱または紫外線照射によりXeF2が常温で無色の固体として得られる。またフッ素過剰の混合物を400℃で1時間加熱し急冷するとXeF2,XeF4,XeF6などが生成する。クリプトンとの混合物を紫外線あるいは日光で照射することによりKrF2が生ずる。H2とは高温で激しく反応しHFを生ずる。1:1混合気体を燃焼させると4000℃にも達する。NaOH水溶液にF2を通ずるとOF2が生成する。また放電により酸素と反応してO2F2を生じ,液体酸素との混合物に紫外線を照射すると暗褐色のO3F2が得られる。ハロゲンと反応し,ClF,ClF3,BrF,BrF3,BrF5,IF5,IF7などのハロゲン間化合物を生成する。硫黄セレンテルルとも反応し,それぞれSF6,SeF6,TeF6を生成する。窒素とは直接反応しないが,アンモニアと反応させると三フッ化窒素NF3を生ずる。木炭などはフッ素中で燃焼し,CF4を生成する。金と白金は500℃以上でないと反応しないが,他の金属は室温ないしやや温度の高い状態でフッ素と直接反応する。ニッケルアルミニウム,銅,鉛などは表面にフッ化物の皮膜ができ,比較的内部まで反応が進行しにくい。

フッ化ウランUF6などのフッ化物の製造に用いられるが,通常はむしろ,蛍石を原料として得られるフッ化水素酸を用いて各種のフッ化物やフッ素化合物を製造する場合が多い。氷晶石はボーキサイトと混合してアルミニウムの電解製錬に用いられる。またフッ化水素酸はめっき,防食,冶金融剤,光学ガラスなどのガラス工業やガラス加工用に,またフロンなどの冷却剤やフッ素樹脂などの有機フッ素化合物製造の原料に用いられる。
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虫歯の集団予防のため,水道水への適量のフッ素添加が世界的に普及している。井戸水などフッ化物を過量に含んだ水を歯の形成期(8歳ころ)までに長期間飲用すると斑状歯(歯のエナメル質に白い斑点を生ずる)が発症する。この年齢以後のフッ素の過量摂取は骨軟化症をきたす。アルミニウム精錬工場,窯業,リン肥料製造業などはフッ素の主要な発生源であり,周辺大気を汚染する。大気中のフッ素は植物,農作物の葉面から吸収され,蓄積される。フッ素による大気汚染地区の家畜が飼料を介して慢性フッ素中毒症を起こした事例がある。大気汚染防止法によるフッ素の排出基準は1~20mg/m3,水質汚濁防止法による排出基準は15mg/l以下と定められている。
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百科事典マイペディア 「フッ(弗)素」の意味・わかりやすい解説

フッ(弗)素【ふっそ】

元素記号はF。原子番号9,原子量は18.998403163。融点−219.62℃,沸点−188.14℃。ハロゲン元素の一つ。16世紀ころから存在は推定されていたが,1886年F.F.H.モアッサンが初めて分離。特異な刺激臭のある淡黄緑色の気体。化学作用きわめて激しく,希ガス元素,窒素,酸素以外の元素と直接反応し,特に水素とは液体水素の沸点でもすみやかに化合する。水に溶けてフッ化水素を生じ,酸素を発生する。各種化合物が,めっき,冶金(特にアルミニウムの融解塩電解精錬),鉄鋼,ガラス,歯科用セメント,ガラス加工,接着剤,防腐剤,殺虫剤,冷媒(フロン),フッ化樹脂などに広く用いられる。第2次大戦で原子爆弾用のウランをフッ化物として分離したためフッ素の技術が進んだことは有名。天然にはホタル石,氷晶石などとして産し,工業的にはフッ化水素カリウムKHF2の融解塩電解によってつくる。
→関連項目プラークコントロール虫歯

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