氟化物

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更新時間: 2013-07-15

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氟化物指含負價氟的有機或無機化合物。與其他鹵素類似,氟生成單負陰離子(氟離子F−)。氟可與除He、Ne和Ar外的所有元素形成二元化合物。從致命毒素沙林到藥品依法韋侖,從難熔的氟化鈣到反應性很強的四氟化硫都屬於氟化物的範疇。

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在鹵化物中,氟化物容易與某些高氧化態的陽離子形成穩定的配離子,如六氟合鋁酸根離子(AlF63ˉ)。與其他鹵化物不同,金屬鋰、鹼土金屬和鑭系元素的氟化物難溶於水,而氟化銀可溶於水,其他金屬的氟化物易溶於水。
氟化物

  氟化物

氟化氫的水溶液稱氫氟酸,是一種弱酸。金屬氟化物還易形成酸式鹽,如氟氫酸鉀(KHF2)。
螢石(氟化鈣,或稱氟石)是天然礦物。鹼金屬的氟化物可由其氫氧化物或碳酸鹽與氫氟酸作用而得。
無機氟化物的水溶液含有F-和氟化氫根離子HF2-。 少數無機氟化物溶於水而不顯著水解。無機氟化物的例
子有氫氟酸(HF)、氟化鈉(NaF)和六氟化鈾(UF6)。從反應活性上看,氟化物與氯化物和其他鹵化物有顯著不同,由於半徑/電荷比小的緣故而溶劑化傾向更強,更趨近於氫氧化物。Si-F鍵屬於單鍵中鍵能較高的一類,其他硅鹵化物則很容易水解。
含氟的螢石礦物

  含氟的螢石礦物

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氟化物礦物有很多,其中商業上比較重要的是螢石和氟磷灰石。在天然飲用水和食物中都有低濃度的氟化物存在,而地下水中的氟含量則要高一些。海水中平均為1.3ppm(1.2~1.5ppm),淡水中的則為0.01-0.3 ppm。

3存在形式

氟廣泛存在於自然水體中,人體各組織中都含有氟,但主要積聚在牙齒和骨筋中。適當的氟是人體所必需的,過量的氟對人體有危害,氟化鈉對人的致死量為6—12克,飲用水含2.4—5毫克/升則可出現氟骨症。
中國規定飲用水中氟濃度小於1.0毫克/升,適宜濃度為2.4-5毫克/升。

二異丙基氟磷酸對絲氨酸蛋白酶的抑制作用

  二異丙基氟磷酸對絲氨酸蛋白酶的抑制作用

含氟化合物在結構上可以有很大差異,因此很難概括出氟化物的一般毒性。氟化物的毒性與其反應活性和結構有關,對鹽而言,則是離解出氟離子的能力。
可溶的氟化物,例如最常見的NaF,具有適度的毒性,但已有與急性中毒有關聯的事故及自殺個案被報道出來。儘管最小致死劑量尚不清楚,已經有報道稱4g NaF對一個成年人足以致命。少至0.2g的氟硅酸鈉(Na2SiF6)及其含氟更多的化合物可以致死,時間約為5-12小時。其致毒機理為,氟離子會與血液中的鈣離子結合,生成不溶的氟化鈣,從而進一步造成低血鈣症。由於鈣對神經系統至關重要,其濃度的降低可以是致命的。相應的治療則包括用稀氫氧化鈣或氯化鈣溶液以防止進一步的氟吸收,並且注射葡萄糖酸鈣以補充血鈣。氟化氫在相比之下更加危險,因為它具有腐蝕性和揮發性,因此可通過吸入或皮膚吸收而進入人體,造成氟中毒。葡萄糖酸鈣是常用的解毒劑。
有一些有機氟化物是劇毒的,包括部分有機磷酸酯如沙林(甲氟膦酸異丙酯) 和二異丙基氟磷酸。它們可在肌神經接合點與膽鹼酯酶反應,並因此阻止神經刺激向肌肉傳遞。左圖中,抑製劑中反應性強的F-P鍵是絲氨酸活性中心殘基親核進攻的位點,反應后F-離子離去,酶則失活。
雖然聚四氟乙烯是化學惰性且無毒的,但在炊具溫度超過260 °C后就會變性,並且在350 °C以上分解。這些降解產物可能對鳥類是致命的,也有可能在人類中導致類似流感的癥狀。相比之下,脂肪、油和黃油在200 °C以上燒焦變質,而對於肉則是在200-230 °C之間。
在一份1959年(在美國食品藥品監督管理局通過食物加工器材使用之前)的研究中,表明使用普通油時,有塗層的鍋乾熱時放出的煙較普通鍋放出的毒性要小。

7測定方法

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