Élément chimique · fiche de référence

Fluor

Le fluor est l’élément 9 (F), situé en période 2, groupe 17 et dans le bloc p. À température ambiante, son état de référence est gazeux. Sa configuration électronique est [He] 2s2 2p5.

Numéro atomique9

Poids atomique standard18,998403162(5)

Groupe17

Période2

Blocp

Configuration électronique[He] 2s2 2p5

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

Les halogènes possèdent sept électrons de valence. Gagner un électron complète la couche externe : les ions halogénures −1 sont donc très courants, tandis que les halogènes lourds peuvent aussi adopter plusieurs états d’oxydation dans des composés covalents.

Les éléments libres sont réactifs et ne se rencontrent généralement pas à l’état non combiné dans la nature. Réactivité et état physique évoluent en descendant dans le groupe avec l’augmentation de la taille et de la polarisabilité des atomes.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

L’élément libre est très réactif, alors que les ions halogénures constituent des formes chimiques très courantes. Hydrogénures d’halogène, halogénures métalliques, composés interhalogénés et, pour les halogènes lourds, composés oxygénés donnent une chimie bien plus large que le seul état −1.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est gazeux. La masse volumique indiquée est 1,696 g/L. Le point de fusion est 53,54 K (-219,6 °C). Le point d’ébullition est 85,03 K (-188,1 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le fluor élémentaire F₂ est extrêmement réactif et ne se rencontre pratiquement pas libre dans la nature. On trouve surtout le fluor sous forme de fluorures dans des minéraux et de nombreux composés. Les fluorures ont des usages dentaires, tandis que la chimie du fluor intervient aussi dans des polymères et de nombreuses molécules pharmaceutiques.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

fluoropolymères

Les polymères riches en fluor utilisent la force des liaisons C–F pour offrir résistance chimique, faible friction et stabilité thermique.

fluorures dentaires

À concentration contrôlée, les fluorures rendent le minéral dentaire plus résistant aux attaques acides.

chimie de l’uranium

Les composés fluorés sont essentiels dans les étapes de conversion et d’enrichissement isotopique de l’uranium.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le fluor est en période 2 et dans le groupe 17. Dans le voisinage affiché, il se trouve entre l’oxygène et le néon sur la même période ; le chlore est juste au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationnon-métal

État à température ambiantegaz

Électrons par couche2 · 7

Masse volumique1,696 g/L

Point de fusion53,54 K (-219,6 °C)

Point d’ébullition85,03 K (-188,1 °C)

Électronégativité de Pauling3,98

Première énergie d’ionisation1 681 kJ/mol

Affinité électronique328,2 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du fluor est associée à André-Marie Ampère. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 18.998403162(5). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le fluor possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

L’halogène libre ou certains composés du fluor peuvent être corrosifs ou toxiques. Le risque dépend fortement de la forme chimique et de la concentration.