Il fluoro ha un comportamento anomalo rispetto agli altri alogeni e mostra una diversa reattività nei confronti di altre specie essendo il più reattivo degli altri elementi appartenenti al gruppo.
Cause
Le ragioni di questo comportamento sono dovute:
- elevata energia di ionizzazione
- elevata elettronegatività
- basso raggio atomico e raggio ionico
- bassa energia di dissociazione del legame F-F
- assenza di orbitali d disponibili
Il comportamento anomalo del fluoro può essere evidenziato in una serie di reazioni caratteristiche.
La maggior parte delle reazioni del fluoro sono esotermiche a causa dell’elevata forza di legame che il fluoro forma con gli altri elementi.
Il fluoro presenta, quando è combinato, solo numero di ossidazione – 1 mentre gli altri alogeni hanno numeri di ossidazione che vanno da -1 a +7.
A causa della sua elevata elettronegatività il fluoro quando è legato all’idrogeno forma legami a idrogeno contrariamente agli altri idracidi degli alogeni che non formano legami a idrogeno.
Il fluoro non forma ossiacidi
Reattività del fluoro
Il fluoro è il più reattivo tra gli alogeni ed alcune delle sue reazioni sono tipiche dell’elemento
Reazione con l’idrogeno
Il fluoro reagisce con l’idrogeno in assenza di luce e a bassa temperatura mentre gli altri alogeni reagiscono solo alla luce
Reazione con i metalli
Il fluoro reagisce, contrariamente agli altri alogeni, con alcuni metalli come oro e platino
Reazione con i non metalli
Il fluoro reagisce direttamente, contrariamente agli altri alogeni, con alcuni non metalli come carbonio, silicio e azoto per dare i rispettivi fluoruri:
2 F2 + C → CF4
3 F2 + N2 → 2 NF3
Reazione con l’acqua
Il fluoro reagisce con l’acqua per dare acido fluoridrico e ossigeno secondo la reazione:
2 F2 + 2 H2O → 4 HF + O2
Tuttavia, contrariamente alla reazione con l’acqua degli altri alogeni, può dar luogo alla formazione di ozono:
3 F2 + 3 H2O → 6 HF + O3
Reazione con idrossido di sodio
Il fluoro reagisce con l’idrossido di sodio per dare fluoruro di sodio, acqua e difluoruro di ossigeno:
2 F2 + 2 NaOH → 2 NaF + H2O + OF2
Gli altri alogeni reagiscono a freddo con l’idrossido di sodio secondo una reazione di dismutazione. Il cloro reagisce con l’idrossido di sodio per dare cloruro di sodio, ipoclorito di sodio e acqua:
Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O
Il cloro reagisce a caldo in presenza di idrossido di sodio concentrato per dare, secondo una reazione di dismutazione cloruro di sodio, clorato di sodio e acqua:
3 Cl2 + 6 NaOH → 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O
Comportamento degli idracidi
L’acido fluoridrico è liquido a temperatura ambiente mentre HCl, HBr e HI sono gassosi ed inoltre HF è l’unico acido debole ed è il più stabile di tutti.
L’acido fluoridrico, contrariamente agli altri alogeni, forma sali come il bifluoruro di sodio NaHF2.
Il fluoro forma acidi complessi come l’acido fluoroborico HBF4 e l’acido esafluorosilicico H2SiF6.
L’acido fluoridrico reagisce con il biossido di silicio per dare tetrafluoruro di silicio e pertanto attacca il vetro:
4 HF + SiO2 → SiF4 + 2 H2O
L’acido fluoridrico reagisce con i silicati per dare fluorosilicati:
6 HF + Na2SiO3 → Na2SiF6 + 3 H2O
6 HF + CaSiO3 → CaSiF6 + 3 H2O
Comportamento dei sali
Il fluoruro di argento è solubile in acqua mentre il cloruro di argento, il bromuro di argento e lo ioduro di argento sono sali poco solubili.
I fluoruri di calcio, stronzio e bario sono sali poco solubili mentre i cloruri, bromuri e ioduri di questi metalli alcalino-terrosi sono sali solubili.