Mokslo ir technologijų pasaulis

Su vienu iš didžiųjų periodinės lentelės nenuoramų – ličiu – jau susipažinome. Tačiau kalbant apie periodinių elementų reaktyvumą, litis – tik nekalta avelė, kurią dujinio pavidalo monstras, pavadinimu fluoras, surytų su visais rageliais ir kanopėlėmis. Surytų liepsnose. Taip, tai – tas pats fluoras, kurio yra kai kuriose dantų pastose. Niekai! Fluoras yra toks pavojingas, jog laikomas ypatingoje taroje. Taigi, šįkart – pažintis su chemiškai pačiu aktyviausiu elementu fluoru, kurio himnu, tarp kitko, laisvai galėtų būti „The Prodigy“ hitas „Firestarter“.

Fluoras yra tikras Mendelejevo lentelės nevidonas ir be jokių išlygų reaguoja su visais iš eilės periodinės lentelės elementais (auksu, sidabru – ką bepaimsi), išskyrus du neregėto pasyvumo asketus – į padanges nuolat besiveržiantį (šventąjį?) helį, apie kurį jau rašėme, ir neoną (apie kurį, viliamės, dar bus progų parašyti). Paradoksalu (o gal kaip tik logiška), tačiau ugningasis fluoras ir beaistriai helis su neonu – artimiausi periodinės lentelės kaimynai.

Taigi, fluoras reaguoja. Reaguoja – pernelyg beveidis žodis: mat užtenka šaltoms fluoro dujoms susiliesti su kitu elementu – ir jos jau liepsnoja. Pragariškos dujos? Ir kaipgi jos atrodo?

Kai vienas geriausių fluoro ekspertų Jungtinėje Karalystėje, profesorius Erikas Houpas (Eric Hope) pamėgino mums visiems jau puikiai pažįstamam Notingemo universiteto chemijos guru Martinui Poliakovui specialiu aparatu į tam tikrą vamzdelį įleisti truputį fluoro dujų, paaiškėjo, jog jos – tokios pat bespalvės, kaip ir helis ar vandenilis.

„Esu truputį nusivylęs – vadinasi, kad fluoras yra tokios pat bespalvės dujos, kaip deguonis ar azotas, aš maniau teisingai“, – neslepia charizmatiškasis Notingemo universiteto dėstytojas.

Tačiau iš tiesų fluoras – ne toks jau ir bespalvis. Atvėsinus jį iki skysto būvio (-196 °C), paaiškėja, jog fluoras – tamsiai geltonos spalvos.

„Dabar esu gerokai nustebęs, – atvirauja M. Poliakovas. – Maniau, kad išvysiu kažką panašaus į žalsvą atspalvį, o čia – tamsiai geltona. Jei man kas būtų parodęs šį mėgintuvėlį su skystu fluoru, būčiau pamanęs, kad man rodo skystą chlorą, nors ir skysto chloro nesu matęs.“

Viena iš įspūdingesnių fluoro dujų reakcijų – iš 5 atmosferų slėgio indo į geležinės vielos gniutulą nukreipta fluoro dujų srovė jį uždega – be jokios kibirkšties – ir geležis liepsnoja. Degimo reakcijai pasibaigus, geležį dengiančios „rūdys“ yra geležies fluoridas.

Tas pats likimas ištiktų ant padėklo esančią geležinės vielos gniužulą pakeitus akmens anglies grumsteliais. Į juos atsklidęs šaltų fluoro dujų srautas apgaubia anglį liepsna – jokios kibirkšties, jokių degtukų, jokio žiebtuvėlio ar degaus skysčio… Pakanka, kad fluoras paliestų anglies paviršių. Norom nenorom mintyse iškyla ritmingas „Prodigy“ vyrukų šokių muzikos kūrinio motyvas: “I‘m a firestarter…" (pasirodo,apdainuojamas gali būti ne tik litis… :)

Kodėl fluoras toks reaktyvus ir degus ore? Nes fluoro atomų branduoliai pasižymi dideliu krūviu ir tie branduoliai yra „nuogi“: jų praktiškai nedengia elektronai. Tie „nuogi“ fluoro branduoliai labai intensyviai traukia bet kurio kito cheminio elemento (išskyrus, kaip jau minėjome, kaimyninius helį ir neoną) elektronus ir juos grubiai savinasi.

Nieko stebėtino, jog dauguma chemikų dirbti su nuodinguoju fluoru vengia, nes prisibijo. Įprastuose stiklo mėgintuvėliuose, kolbose fluoro laikyti negalima. Šiaip stiklas su fluoru jokio pikto pokšto lyg ir neturėtų iškrėsti, tačiau beveik visada ant stiklo būna šiek tiek drėgmės, o ją pasiekusios fluoro dujos sukuria vandenilio fluoridą, kuris ėda stiklą. O tokiu atveju bėdų gali būti daugiau ir kur kas rimtesnių.

Tad dažniausiai fluoras laikomas metalinėje (paprastai – iš nikelio pagamintoje) taroje. Žinoma, atsidūręs nikelio kolboje, fluoras taip pat beatodairiškai puola reaguoti su šiuo metalu, tačiau tos reakcijos metu indo sienelių vidų padengia nikelio fluorido sluoksnis, kuris nuo reagavimo saugo likusią metalinio indo dalį. Beje, pirmasis 1886 m. laisvą fluorą (F₂) izoliavo Henri Moissan, už tai 1906 metais apdovanotas Nobelio chemijos premija.

Fluoras pavadintas pagal žymiausią mineralą, iš kurio šis elementas išgaunamas – fluoritą. Lydomas šis mineralas tampa labai skystas (lot. fluere – tekėti).

Kas dar? Teisingai – fluoras ir dantų pasta. Ar taip nuožmiai reaguojančių fluoro atomų yra dantų pastose? Pastose būna fluoridų. Kaip valgomojoje druskoje (natrio chloride) yra chloro, taip fluoriduose yra fluoro. Bet jau „nukenksminto“ fluoro – apraminto elektronais, kurių fluoras taip geidžia. Dantų pastų sudėtyje dažniausiai naudojamas alavo elektronais nuramintas fluoras – šis junginys vadinamas alavo fluoridu. Gavęs ko nori, fluoras nebebūna toks piktas ir reaktyvus.

Kaip fluoridai veikia mūsų dantis? Dantų emalį dengia tam tikri junginiai, kuriems susilietus su maistu, burnos terpėje (ir ant dantų) išsiskiria rūgštys, kurios ėda emalį (kalbame apie dantų ėduonį). Kad ėduoniui palankios sąlygos burnoje nesusidarytų, į dantų pastas dedama fluoridų, kurie pakeičia minėtuosius dantų emalį dengiančius junginius.

Pamatyti, kaip atrodo ir elgiasi fluoras, galima šiame vaizdo siužete:

 Kitos periodinės lentelės elementų ciklo „Susipažinkime…" dalys: