El flúor es un elemento químico de carácter no metálico, que se encuentra en la tabla periódica ubicado dentro del grupo de los halógenos, es representado por el símbolo F, a temperatura ambiente es un gas amarillo pálido y posee un punto de fusión de -220ºC y un punto de ebullición de -188ºC; la configuración electrónica de este elemento corresponde a [He]2s22p5. Se encuentra en la naturaleza como mineral de fluorica (CaF2) y criolita (Na3AlF6).
Propiedades
Dentro del grupo de los halógenos se encuentran los elementos F, Cl, Br y I, estos poseen una gran reactividad, razón por la cual el flúor no se encuentra en la naturaleza como un elemento en su estado elemental, sino como F2, es decir, como una molécula diatómica no polar y es por ello que el flúor posee un punto de ebullición y fusión relativamente bajo. En la tabla periódica estas características varían en función al elemento más pequeño del grupo de los halógenos, es decir, del flúor. En este caso, quien posee un radio atómico más pequeño es quien tiene un menor punto de fusión y de ebullición, mientras que el iodo por ejemplo que contiene un mayor radio atómico posee un punto de ebullición y de fusión mayor de 184ºC y 114ºC respectivamente.
Tal como se mencionó, el flúor es el elemento que posee el radio atómico más pequeño razón por la cual es el elemento más electronegativo, los enlaces iónicos y covalentes que se producen entre el flúor y otros elementos (metales o no metales) son enlaces muy fuertes lo que permite que el flúor sea una sustancia con alta reactividad. Una de las reacciones más conocidas del flúor es la reacción de este con el agua, para dar como producto oxígeno tal como se muestra a continuación:
2F2(g) + 2H2O(l) → 4HF + O2(g)
Otro de los compuestos que se obtienen partiendo del flúor son aquellos en los que reacciona con otros halógenos para obtener por ejemplo el BrF3, o con algún no metal fuera de los halógenos como nitrógeno o azufre para formar NF3 y SF6. También puede reaccionar con hidrógeno para formar fluoruro de hidrógeno, tal como se muestra a continuación:
H2(g) + F2(g) → 2HF2(g)
Esta última es una reacción violenta y explosiva, el fluoruro de hidrógeno se puede disolver en agua para formar el ácido fluorhídrico (HF) el cual se comporta como un electrolito débil.
El flúor también puede reaccionar con hidróxido de sodio produciendo así difluoruro de oxígeno (OF2), tal como lo demuestra la siguiente reacción:
2F2(g) + NaOH → 2NaF(ac) + H2O(l) + OF2(g)
Otra de las características importantes por mencionar del flúor, es que este posee una alta energía de ionización y una gran afinidad electrónica de 1618 KJ/mol y -328KJ/mol respectivamente.
Formas de obtención y ejemplos de aplicación
El flúor es un agente fuertemente oxidante y, por lo tanto, debe prepararse partiendo de un proceso de electrólisis, que fuera propuesto por primera vez por el químico francés Henri Moissan en 1886, el cual consiste en la electrólisis de HF disuelto en KHF2, tal como se muestra en la siguiente reacción global:
2HF(l) → H2(g) + F2(g)
Esta electrólisis no funciona con disoluciones acuosas ya que el flúor es un agente oxidante más poderoso que el oxígeno, por lo tanto, si se realizara la electrolisis partiendo de una disolución acuosa de fluoruros, se oxidará el agua hasta tener oxígeno y no podría obtenerse le flúor. Por lo tanto, la reacción se oxido- reducción que se obtendría según Missan utilizando fluoruro de hidrógeno (HF) es:
Ánodo 2F– → F2(g) + 2e–
Cátodo 2H+ 2e– →H2(g)
La mayoría de los halógenos incluyendo el flúor reaccionan para formar compuestos de gran utilidad, tal como algunos compuestos orgánicos como por ejemplo el politetrafluoretileno, el cual es un polímero conocido como teflón, también se pueden obtener clorofluorcarbonados y hidroclorofluorocarbonados los cuales son utilizados como refrigerantes. También, es trabajado en el área de la salud específicamente en la odontología, por lo que en algunos países le agregan al agua potable NAF, con el fin de reducir la aparición de las caries dentales.
En el área de la química inorgánica el flúor también es muy utilizado en forma de hexafluoruro de uranio UF6, con el fin de ayudar al proceso de difusión gaseosa para la separación de los isótopos de uranio.
Referencias bibliográficas
1. Brown T.L; LeMay H.E; Bursten B.E; Burdge J.R. Química General, 12va Edición. Editorial Pearson, (2014).2. Chang, Raymond Química, 6ª Edición. Editorial McGraw-Hill, (1999).
Autora
Escrito por Mahiceth Quintero Valero para la Edición #111 de Enciclopedia Asigna, en 05/2022. Mahiceth es Doctora en Química Aplicada