Галогены: физические свойства, химические свойства. Применение галогенов и их соединений

На полках магазинов мы, как правило, видим фторированные зубные пасты или ополаскиватели для полости рта. Однако, многие люди в последнее время стараются избегать таких средств гигиены. Покупатели сомневаются в пользе для здоровья фтористого натрия из-за некоторой открывающейся информации об этой добавке. И это несмотря на заверения ряда стоматологов о важности фтора для зубной эмали. Почему же так происходит?
Вы когда-нибудь задумывались, почему фторированные пасты имеют такие предупреждающие надписи на этикетке, как: «Детям до 6 лет рекомендуется использовать зубную пасту размером с горошину и под присмотром взрослых», «Не глотать», «В случае попадания фторида внутрь обратитесь за медицинской помощью» и т.д.
Причина, по которой зубные пасты имеют предупреждающие надписи, заключается в защите их производителей от судебных процессов, связанных с отравлением фторидом. Не содержащие фтор зубные пасты обычно не имеют таких предупредительных этикеток, потому что у них нет ингредиентов, способных нанести серьезный вред организму.
Сегодня фторируется стоматологические пасты, водопроводная вода, и даже молоко. Фтор может содержаться в фосфорных удобрениях, следовательно, черный и зеленый чай (при выращивании которого используются фосфорные удобрения) может содержать фтор.
И еще один факт, на который важно обратить внимание. В ряде стран существует запрет на фторирование питьевой воды: Австрия, Бельгия, Китай, Чешская Республика, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Венгрия, Индия, Израиль, Япония, Люксембург, Нидерланды, Северная Ирландия, Норвегия, Шотландия, Швеция, Швейцария.
И это совсем не случайно. Когда в этих странах узнали о «пользе» фтора, то сразу приняли необходимое решение на законодательном уровне – запретили его использование. Поскольку теперь у вас существует большее понимание того, что причина наличия предостережений на этикетках фторированных зубных паст есть, давайте разберемся в различиях между природным и синтетическим фтором, чтобы знать, какого фторида следует избегать.

Различия между природным и синтетическим фтором

Природный образец фторида – это не то же самое, что синтетическая промышленная версия (фторид натрия). Фторид, который содержится в природе, известен как фторид кальция. Этот природный минерал в природе встречается в виде флюорита преимущественно в земной коре и грунтовых водах на малых уровнях.

Синтетическая версия фторида называется фторид натрия, который является побочным продуктом фосфатной промышленности. Когда речь идет об этом синтетическом промышленном варианте, термин «фторид» используется для обозначения множества различных химических веществ, из которых состоит фторид, включая, но, не ограничиваясь ими: свинец, алюминий, кадмий, мышьяк, гидрофторосиликарную кислоту и даже радиоактивные материалы.
Во времена нацисткой Германии фторид натрия был передан заключенным в концентрационных лагерях, потому что нацистские врачи обнаружили, что его компоненты оказывают лоботомическое воздействие на заключенных, что делает их покорными и ими становится легче управлять.
Слышали ли вы когда-либо, что многие эксперты связывают фторид натрия с понижением IQ и возрастанием раковых болезней? Может ли в действительности этот токсин быть одной из основных причин этих проблем?

Почему важно уменьшить потребление фторида натрия

Если вы используете фторированную зубную пасту, крайне необходимо проявлять осмотрительность в отношении контроля количества, которое вы используете при чистке зубов, поскольку фторид кальция может биоаккумулироваться в организме.
Фтор способен постепенно накапливаться в организме, что со временем приводит к проблемам со здоровьем. Накопление фторидов ускоряется с возрастом, что рано или поздно дает о себе знать в виде развития дегенеративных заболеваний. Многие эксперты советуют избегать фторидов насколько это возможно.
Синтетический вариант фторида также был обнаружен в России в питьевой воде и молоке!!! Вода фторируется в России!

Фторирование – одна из операций, применяемых при подготовке питьевой воды. Ее проводят на станциях водоочистки. В качестве реагентов для фторирования воды применяют кремнефтористый натрий, фтористый натрий, кремнефтористый аммоний, кремнефтористоводородную кислоту.
Новое исследование, опубликованное в журнале Environmental Health Perspectives подтверждает, что фторированная вода вызывает повреждения головного мозга у детей .
«Это 24-е исследование, которое сделано этой ассоциацией», – объяснил Павел Коннетт, доктор философии, директор Fluoride Action Network (FAN). «У данного исследования есть сильные стороны по сравнению с предыдущими исследованиями, потому что авторы контролировали ключевые переменные совместно с дополнительной корреляцией, и обнаружили, что снижение IQ у детей напрямую зависит от содержания фтора в воде и крови детей…»
«В этом исследовании мы обнаружили значительное соотношение доза-реакция между уровнем фтора в сыворотке крови и IQ детей» – утверждают авторы исследования.
Хотя, уже имели место многочисленные исследования на протяжении многих лет по определению фтора, как нейротоксина, большинство основных медицинских работников в США проигнорировали эти исследования и впредь поддерживают идею фторирования воды. Но доказательства продолжают нарастать, и рано или поздно медицинское сообщество должно будет прислушаться к правде о фторе.

Повреждения органов, вызванные фторидами

Если потреблять фтористый натрий ежедневно, организм загрязняется этим синтетическим токсином, что может привести к различным видам проблем со здоровьем, включая, но, не ограничиваясь, сердечную болезнь и кальцификацию шишковидной железы.
Мозг очень чувствителен к фториду натрия, особенно шишковидная железа, расположенная в области четверохолмия среднего мозга. Она отвечает за выработку мелатонина, серотонина, адреногломерулотропина, диметилтриптамина.

Когда мозг и шишковидная железа насыщены слишком большим количеством фторида натрия, они не могут функционировать должным образом.
Типичными симптомами фторидной токсичности являются флюороз зубов, хроническая усталость, пониженный IQ, головные боли, потеря памяти, помутнение зрения, потеря слуха, расстройство сна, кальцификация шишковидной железы и неврологические проблемы. Эти проблемы со здоровьем приводят к отсутствию целостного мышления, творчества и навыкам критического мышления.
Фтор приводит к преждевременному старению, появлению морщин, плохому состоянию волос, ногтей. Суставной хрящ быстрее изнашивается, что увеличивает риск артрита.
Фтор способствует задержке кальция в костной ткани, в результате чего увеличивается ее плотность. Но от высокой степени кальцификации, кости становятся более хрупкими, и при ударе, либо падении они больше подвержены переломам. Несмотря на увеличение костной массы риск разрушения высок.
Фтор причиняет значительный ущерб слизистой оболочке желудка, кишечника, а также стенкам артерий, вен, гематоэнцефалическому барьеру. В результате этого может произойти кальцификация стенок сосудов, что в дальнейшем проводит к атеросклерозу и др.

Что можно сделать?

Многие исследователи считают, что фтор не имеет безопасной дозы. Даже незначительные регулярные дозы вызывают нагрузку на организм, укоряют старение, снижают здоровье, приводят к развитию хронических заболеваний.
Как только человек перестает употреблять фтористый натрий, организму становится легче устранить его из тела. Чем быстрее он будет покидать тело, тем быстрее здоровье начнет улучшаться.
Кто согласится повышать риск снижения интеллекта ребенка и своего собственного, в целях сокращения небольшого количества кариеса для зубов? Хотя и по этому вопросу – вопросу кариеса – тоже нет достаточных доказательств.

ИТАК:

1 Не используйте зубную пасту с добавлением фтора. К таким пастам относятся «Paradontax с фтором», «Colgate «Максимальная защита от кариеса», «Blend-a-Med с активным фтором». Здесь названия говорят сами за себя, но если вы хотите на 100% быть уверенными в том, что паста не содержит фтор, убедитесь, что в составе нет следующих соединений:
- Монофторофосфат;
- Фторид алюминия;
- Фторид натрия;
- Аминофторид (также может встречаться под названием олафлур);
- Фторид олова.
Зубные пасты без фтора: «Президент», «Сплат», «Рокс», «Асепта», «Новый жемчуг с кальцием» и ряд других зубных паст, состав которых вы можете изучать самостоятельно.

2 При покупке молока, изучайте состав продукта. Не приобретайте молоко с добавлением фторида натрия.

3 По возможности, приобретите многоступенчатую систему очистки воды, которая использует технологию обратного осмоса и установите ее в вашем доме. Такая очистка воды снизит риск токсичности фтора.

Проявляйте бдительность в вопросах, касающихся вашей безопасности и безопасности родных и близких, и будьте здоровы!

Распространение в природе

Среднее содержание фтора в земной коре 6,25 * 10 -2 % по массе; в кислых изверженных породах (гранитах) оно составляет 8 * 10 -2 %, в основных - 3,7 * 10 -2 %, в ультраосновных - 10 -2 %. Фтор присутствует в вулканических газах и термальных водах. Важнейшие соединения фтора - флюорит, криолит и топаз. Всего известно 86 фторсодержащих минералов. Соединения фтора находятся также в апатитах, фосфоритах и других. Фтор - важный биогенный элемент. В истории Земли источником поступления фтора в биосферу были продукты извержения вулканов (газы и др.).

Физические и химические свойства

Газообразный фтор имеет плотность 1,693 г/л (0 С и 0,1 Мн/м 2 , или 1 кгс/см 2), жидкий - 1,5127 г/см 3 (при температуре кипения); t пл -219,61 °С; t кип -188,13 °С. Молекула фтора состоит из двух атомов (F 2); при 1000 °С 50% молекул диссоциирует, энергия диссоциации около 155±4 кдж/моль (37±1 ккал/моль). Фтор плохо растворим в жидком фтористом водороде; растворимость 2,5 * 10 -3 г в 100 г НF при -70 °С и 0,4 * 10 -3 г при -20 °С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Конфигурация внешних электронов атома фтора 2s 2 2р 5 . В соединениях проявляет степень окисления -1. Ковалентный радиус атома 0,72А, ионный радиус 1,33А. Сродство к электрону 3,62 эв, энергия ионизации (F F+) 17,418 эв. Высокими значениями сродства к электрону и энергии ионизации объясняется сильная электроотрицательность атома фтора, наибольшая среди всех других элементов. Высокая реакционная способность фтора обусловливает экзотермичность фторирования, которая, в свою очередь, определяется аномально малой величиной энергии диссоциации молекулы фтора и большими величинами энергии связей атома фтора с другими атомами. Прямое фторирование имеет цепной механизм и легко может перейти в горение и взрыв. Фтор реагирует се всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. С кислородом взаимодействует в тлеющем разряде, образуя при низких температурах фториды кислорода О 2 Р 3 , О 3 F 2 и др. Реакции фтора с другими галогенами экзотермичны, в результате образуются межгалогенные соединения. Хлор взаимодействует с фтором при нагревании до 200-250 С, давая монофтористый хлор СlF и трехфтористый хлор СlF 3 . Известен также СlF 3 , получаемый фторированием СlF 3 при высокой температуре и давлении 25 Мн/м 2 (250 кгс/см 2). Бром и иод воспламеняются в атмосфере фтора при обычной темпере, при этом могут быть получены BrF 3 , BrF 5 , IF 5 , IF 7 . Фтор непосредственно реалирует с криптоном, ксеноном и радоном, образуя соответствующие фториды (например, ХeF 4 , ХеF 6 , КrF 2). Известны также оксифторид и ксенона.

Взаимодействие фтора с серой сопровождается выделением тепла и приводит к образованию многочисленных фторидов серы Селен и теллур образуют высшие фториды SеF 6 и ТеF 6 . Фтор с водородом реагируют с воспламенением; при этом образуется фтористый водород. Фтор с азотом реагирует лишь в электрическом разряде. Древесный уголь при взаимодействии с фтором воспламеняется при обычной температуре; графит реагирует с ним при сильном нагревании, при этом возможно образование твердого фтористого графита или газообразных перфторуглеродов CF 4 и C 2 F 6 . С бромом, кремнием, фосфором, мышьяком фтор взаимодействует на холоду, образуя соответствующие фториды.

Фтор энергично соединяется с большинством металлов; щелочные и щелочно-земельные металлы воспламеняются в атмосфере фтора на холоду, Bi, Sn, Ti, Мо, W - при незначительном нагревании. Hg, Pb, U, V реагируют с фтором при комнатной температуре, Pt - при температуре тёмно-красного каления. При взаимодействии металлов с фтором образуются, как правило, высшие фториды, например UF 6 , MoF 6 , HgF 2 . Некоторые металлы (Fe, Сu, Al, Ni, Mg, Zn) реагируют с фтором с образованием защитной плёнки фторидов, препятствующей дальнейшей реакции.

При взаимодействии фтора с окислами металлов на холоде образуются фториды металлов и кислород; возможно также образование оксифторидов металлов (например, MoO 2 F 2). Окислы неметаллов либо присоединяют фтор, например SO 2 + F 2 = SO 2 F 2 , либо кислород в них замещается на фтор, например SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + О 2 . Стекло очень медленно реагирует с фтором; в присутствии воды реакция идёт быстро. Вода взаимодействует с фтором: 2Н 2 О + 2F 2 = 4HF + О 2 ; при этом образуется также OF 2 и перекись водорода Н 2 О 2 . Окислы азота NO и NО 2 легко присоединяют фтор с образованием соответственно фтористого нит-розила FNO и фтористого нитрила FNО 2 . Окись углерода присоединяет фтор при нагревании с образованием фтористого карбонила: СО + F 2 = COF 2 .

Гидроокиси металлов реагируют с фтором, образуя фторид металла и кислород, например 2Ва(ОН) 2 + 2F 2 = 2ВаF 2 + 2Н 2 О + О 2 . Водные растворы NaOH и КОН реагируют с фтором при О °С с образованием OF 2 .

Галогениды металлов или неметаллов взаимодействуют с фтором на холоду, причем фтор замешает все галогены.

Легко фторируются сульфиды, нитриды и карбиды. Гидриды металлов образуют с фтором на холоду фторид металла и HF; аммиак (в парах) - N 2 и HF. Фтор замещает водород в кислотах или металлы в их солях, например НNО 3 (или NaNO 3) + F 2 FNO 3 + HF (или NaF); в более жестких условиях фтор вытесняет кислород из этих соединений, образуя сульфурилфторид. Карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов реагируют с фтором при обычной температуре; при этом получаются соответствующий фторид, СО 2 и О 2 .























Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Данный урок является примером работы с одарёнными детьми. Я использовала несколько прогрессивных методик:

  • «Попеременное обучение» – (на уроке учащиеся 4-х и 9-х классов) даёт возможность:
    1. учащимся разных возрастов находить себе равных в академическом отношении;
    2. возможность доступа к избранным предметам;
    3. получить социальные навыки.
  • «ПОПС-формула» – позволяет сформулировать чётко обоснованное, краткое мнение. Выступление состоит из 4-6 предложений.
    1. П – позиция;
    2. О – обоснование;
    3. П – пример;
    4. С – следовательно.
  • «Живая линия» – стоящие вдоль диагоналей линий высказывают аргумент в защиту своей точки зрения. Создаётся возможность переноса приобретённых знаний и опыта из учебной ситуации в реальную;
  • «Обмен знаниями» – предполагает кооперативно-групповую форму учебной деятельности. Выделяются несколько равнозначных проблем в рамках темы одного урока. Ученики каждой группы изучают свой вопрос и знакомят всех с результатами своей работы.
  • Для выставления оценки работы группы используется «Линейка оценки»
  • Участие ученика в совместной деятельности группы следует оценивать по критерию «Коммуникация в учебном диалоге»:
    • «3» – способен воспринять либо эмоционально поддержать чужую позицию;
    • «4» – способен сформулировать свою позицию;
    • «5» – способен сформулировать свою позицию и активно её отстаивать и развивать.

Цели:

  • создать условия для самостоятельного решения поставленной проблемы, используя предложенный материал, личные, научные и бытовые знания;
  • научить работать с ПОПС-формулой, как новым методом получения и переработки знаний;
  • развивать умения работать в группах;
  • защищать своё мнение, используя метод «Живая линия»;
  • оценивать свою работу на уроке;
  • подводить итог работы;
  • формировать навык работы со специальным и справочным материалом.

Оборудование и материалы: таблица Менделеева, телевизор, DVD-плеер, диск с записанным материалом о Фторе, 2 коробки с вырезанными жетонами разных размеров и цветов, подготовленные учащимися плакаты по теме: «Фтор и его соединения», ножницы, клей, маркеры, «Линейки оценки».

На столах:

  • 5 листов формата А4, с заранее подобранными и пронумерованными фактами использования фтора;
  • бумага формата А3;
  • листы с напечатанными рисунками о применении соединений Фтора.

План урока:

  1. Подготовительный этап.
    1. Формирование групп.
    2. Вступительное слово учителя.
    3. Инструктаж учащихся.
  2. Защита своих позиций.
  3. Заключительный этап.
    1. Решение Суда
    2. Подведение итогов урока.

Ход урока

I. Подготовительный этап.

a) Формирование групп.


Рис. 1. Жетоны

На перемене, когда учащиеся заходят в класс, им предлагается достать из коробки жетон. Учащиеся 4-х классов достают из маленькойкоробки жетоны зелёного, красного, синего и чёрного цветов небольшого размера. (Рисунок 1) Учащиеся 9-х классов достают из коробки зелёного цвета жетоны таких же цветов, но большего размера. Рабочее место каждая из групп определяет по цвету приклеенного к парте круга (цвет вытащенного жетона соответствует цвету круга на рабочем месте). В каждой из групп по пять человек (по два учащихся четвёртого класса и по три учащихся 9-го класса). На перемене DVD-плеер воспроизводит видеоматериалы об открытии Фтора и использовании его соединений.

b) Вступительное слово учителя.

Ребята, сегодня мы поговорим об использовании достижений науки в нашей с вами жизни. Вы внимательно посмотрите слайды и послушаете меня, после чего сформулируете тему нашего урока.

Итак, люди древности не отделяли себя от окружающей природы, считая себя её неотъемлемой частью, поклонялись богам и духам природы. Бог Святобор - бог лесов и лесных угодий. Он предопределял участь, жизнь и судьбу всех обитателей леса, обеспечивая гармонию и согласие в природе. Водяные следили за порядком водной среды, а лешие наказывали злых людей в лесах. В начале 20-го века взаимоотношения людей с природой обострились. Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим перегрузкам, какие она начинает испытывать на рубеже XX–XXI веков. Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался столь уязвимым перед мощью, которую сам же и создал. Новейшие технологии в фармацевтическом производстве позволили создать целый ряд синтетических препаратов для лечения традиционных заболеваний, таких как грипп, простуда и т.д., вытесняя народные методы лечения травами. В прошлое ушли многие ранее неизлечимые заболевания, но появились другие, не менее опасные заболевания, связанные с употреблением химических веществ в лекарствах. Методы селекции привели к урожаям, о которых сто лет назад даже не приходилось мечтать. Генная инженерия создала новые организмы устойчивые к заболеваниям и вредителям. Технологии генной модификации широко применяются в сельском хозяйстве. Результаты исследования, проведенного ОАГБ совместно с Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН в период 2008-2010 годов, свидетельствуют о значительном негативном влиянии кормов, содержащих ГМО, на репродуктивные функции и здоровье лабораторных животных. Атомная энергетика сделала электроэнергию дешёвой, но за 20-25 лет, когда атомная энергетика активно развивалась, многие процессы на Земле совсем сбились со своего устоявшегося ритма, и Природа была просто вынуждена после этого жестоко реагировать на неразумное вмешательство. Катастрофических последствий такого реагирования в последние годы становится все больше: страшные лесные пожары, небывалые в прошлом наводнения, резкие подъемы температуры, уносящие десятки тысяч жизней, ураганы, стирающие с лица земли города. Обратите внимание на последний слайд и сформулируйте, тему урока.

Ответы учащихся.

Учитель: правильно ребята. Мы должны выяснить, существует ли «Золотая середина» в использовании соединений Фтора, а тема урока «Соединения Фтора в быту и промышленности. Польза и вред».

с) Инструктаж учащихся


Рис. 2. Дело о фторе

    Обсуждение этой проблемы предлагаю провести в виде суда, в процессе которого вы, ребята, будете приводить доводы «за» и «против» использования соединений Фтора. И, конечно как в любом суде, у нас будут адвокаты и обвинители.

    Адвокатами будут те, у кого в руках зелёные и синие жетоны, а обвинителями те, у кого красные и жёлтые жетоны.

    Те ребята, которые не участвуют в заседании суда выступят в качестве присяжных. Присяжные будут очень внимательно следить за ходом процесса и в конце заседания вынесут свой вердикт.

    В качестве судьи сегодня выступлю я (Ф И О), секретарём суда будет учитель химии (Ф И О) к судье можно обращаться «Ваша Честь».

    Предупреждаю вас о том, что рассматриваться будут только научно доказанные факты.

    Каждое выступление нужно начинать со слов:

    Моя П озиция…(в чём заключается ваша точка зрения)
    О боснование – довод в поддержку вашей позиции
    П ример – факты иллюстрирующие ваш довод
    С ледовательно – (вывод).


Рис. 3. Знакомимся с делом

    В ходе процесса Судья может дать вам право голоса или запретить выступление.

    Решение Судья не обсуждается

    Для ознакомления с делом Суд предоставляет вам материалы на пронумерованных листах. Номер листа соответствует номеру вашего жетона.


Рис. 4. Готовимся к защите позиций

    Время для ознакомления с делом, обсуждения в группах – 10 минут.

    За это время вы должны будете обсудить доказательства между собой, изготовить постеры.

    К каждому делу прилагается инструкция, в соответствии с которой будет строиться ваше выступление.

    Защита своих позиций проходит в виде «Живой линии»

(Инструкции прилагаются)

II. Защита своих позиций.

Секретарь: Ваша Честь, рассматривается «Дело о Фторе». По диагоналям класса проведены линии, на которых через одинаковое расстояние нанесены метки. Представители каждой группы становятся в начале каждой линии на позиции №1. Каждый из учащихся, выступая со своей точкой зрения, в случае одобрения судьи, продвигается вперёд, на одну метку. На полу, в центре класса, изображён круг, возле которого и должны встретиться представители групп.


Секретарь: Ваша честь, получилось так, что количество веских аргументов в защиту использования соединений Фтора равно количеству аргументов против использования этих соединений. Постеры, которые ребята изготовили, прекрасно иллюстрируют противоречивые факты использования соединений Фтора.


Рис. 6. Постеры

III. Заключительный этап. Подведение итогов.

а) Решение Суда.

Судья: прошу представителя присяжных озвучить своё решение.

Представитель присяжных: Ваша Честь, мы посовещались и пришли к выводу о необходимости разумного использования соединений Фтора. Люди должны научиться использовать полезные свойства Фтора, при этом не нарушать экологического равновесия.

Судья: ребята, поднимите руки, кто согласен с данным решением присяжных. Итак, Суд выносит решение: «Необходимо разумно использовать соединения Фтора, так, чтобы не загрязнять окружающую среду, и не нарушать экологическое равновесие в природе».

b) Подведение итогов урока.

Ответы учащихся.

Ребята, что необычного было в нашем уроке сегодня?

Ответы учащихся.

Учитель: появилась ли у вас позиция в отношении использования достижений науки, в частности использования соединений Фтора?

Ответы учащихся...

Учитель: Тогда давайте оценим свою работу, используя ЛИНЕЙКИ ОЦЕНКИ, которые лежат у вас на столах. Справились? МОЛОДЦЫ!


Рис. 7. Линейки оценки

А теперь покажите, что у вас получилось. Молодцы. Всем спасибо.

Было очень приятно с вами работать.

Зубная паста считается хорошей, когда она не только бережно очищает зубы, но и защищает их от кариеса. Для профилактики кариеса в состав зубных паст обычно входят соединения фтора — фториды. При этом именно их многие считают чистейшим ядом — на российском рынке можно встретить пасты с пометкой «без фтора», а на европейских образцах, например, видим «fluoride-free». Что делать c кариесом? LookBio и ekokosmetika.ru проверили факты.

Поговорим по понятиям

Фтор (engl: Fluorine) — химический элемент , реактивный и ядовитый газ. Соли фтора называются фторидами (fluorides), они встречаются повсеместно в природе, в продуктах питания, например, рыбе, черном чае, минеральной воде. Фториды есть и в организме человека — в костях и зубах.

Фториды известны своей способностью предотвращать кариес, поэтому их можно встретить в большинстве зубных паст. Чаще всего в пастах используются следующие соединения фтора:

фторид натрия (Sodium fluoride)
фторид калия (Potassium Fluoride)
фторид олова (Stannous Fluoride)
аминофторид/олафлур (Aminofluorid/Olaflur)
монофторфосфат натрия (Sodium monofluorophosphate)
фторид кальция (Calcium fluoride)

Десятилетия использования фторидов при производстве зубных паст и соответствующее снижение кариеса у населения доказывают эффективность фторидов в борьбе с кариесом. В некоторых странах, например, США и Канаде, фториды добавляют в питьевую воду и в продаже можно встретить пищевую соль с фторидами.

Здесь стоит сказать, почему мы настаиваем на корректном употреблении терминов и сами не будем говорить неправильно. Дело в том, что сочетание «зубная паста без фтора» или «фтор в зубной пасте» — именно такие формулировки встречаются на продуктах для гигиены зубов на российском рынке или в обличающих статьях в интернете, неверно и с химической, и с лингвистической точки зрения. Почему фториды «ушли в народ» в виде фтора достоверно известно, наверное, только зубной фее. Фтора — реактивного и ядовитого газа, в пасте в чистом виде нет, а есть именно его соединения, ионы фтора — фториды.

Действие фторидов в зубной пасте

Бактерии флоры полости рта расщепляют сахара, поступающие из пищи, на кислоты. Эти кислоты вымывают минералы из зубной эмали. Слюна в полости рта отвечает за восполнение необходимого уровня минералов, однако при чрезмерном потреблении сахара слюна уже не может справляться со своей задачей. И здесь на помощь приходит зубная паста с фторидами, которые формируют защитную пленку на зубах, снижая образование кислоты в полости рта и таким образом стабилизируют минералы в зубной эмали. Фториды также помогают фосфатам кальция, содержащимся в слюне, быстрее проникать в зубную эмаль. Все это работает только тогда, когда мы чистим зубы. Поэтому регулярная чистка зубов пастой с фторидами должна сохранять здоровье зубов и бороться с кариесом. Именно так звучат рекомендации большинства стоматологов во всем мире.

От пользы до вреда

Фториды классифицируются как токсичные вещества — их избыточное количество, попадающее в организм, особенно в течение длительного периода, может нанести значительный вред. Именно поэтому существуют ограничения по проценту ввода соединений фтора в детскую и взрослую зубную пасту. Например, в странах Европейского Союза и в США количество фторида в зубной пасте должно быть указано на упаковке в форме «ppm F» (parts per million). Фториды могут быть указаны в списке активных ингредиентов или в общем списке компонентов пасты. Согласно Директиве ЕС (EU Directive 76/768/EEC), косметический продукт (в том числе, зубная паста) не может поступить в продажу, если количество фторида в нем превышает 1500 ppm F. Современные зубные пасты для взрослых, продающиеся на территории ЕС, содержат от 1000-1500 ppm F. При этом на упаковке должна содержаться отметка «только для взрослых». На детских зубных пастах с фторидами должно быть указано «для детей до 6 лет: используйте небольшое количество зубной пасты». Поскольку дети часто частично проглатывают зубную пасту, детские пасты либо не содержат фторидов, либо имеют ограничение лимитированное 250-500 ppm. Также детские пасты с фторидом рекомендуют делать без сладкого вкуса, который и провоцирует проглатывание пасты.

В России ограничения по количеству фторида в зубной пасте также существуют. Они регулируются Техническим Регламентом Таможенного Союза ТР ТС 009/2011 «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» и составляют 0,15% в пересчете на фтор. Следовательно, если 10000ppm=1%, то европейские 1500 ppm и есть «наши» 0,15%.

Чрезмерная концентрация фторидов в уходе за зубами или частый прием жидкостей, продуктов питания или медикаментов, содержащих соединения фтора, может вызвать флюороз зубов, для которого характерно изменение эмали, ведущее к утрате ее естественного цвета и появлению меловых, желтых и темных полос на зубах. Длительная передозировка фторидами может привести к флюорозу костей, проблемам с почками и др.

Тем не менее, взрослым, которые чистят зубы дважды в день пастой с фторидами, волноваться не о чем, даже при параллельном употреблении столовой соли с фторидами. Подавляющее большинство специалистов на сегодняшний день считают, что фториды в зубной пасте — лучшая профилактика кариеса, и допустимые нормы в средствах гигиены для зубов не представляют опасности для здоровья.

Да, теоретически, если ребенок проглотит полный тюбик взрослой зубной пасты с фторидами, то он отравится. В любом случае, если у родителей есть сомнения относительно передозировки, им нужно обратиться к детскому врачу-педиатру.

Фториды в сертифицированной натуральной косметике

Натуральные сертификаты, такие как COSMOS (BDIH, Soil Association, ICEA, Cosmebio, Ecocert) и NaTrue разрешают использование фторидов в зубной пасте. Тем не менее, большинство производителей и потребителей натуральной и органической косметики являются противниками фторидов: они верят в профилактику кариеса с помощью здоровой слюны и корректное очищение зубов, считая, что потенциально токсичным фторидам не место во рту (и организме) даже в минимальных количествах. В связи с подобными убеждениями экосертифицированные зубные пасты для взрослых и детей содержат другие компоненты для профилактики кариеса. Это могут быть различные травяные экстракты или ксилит. Однако, на сегодняшний день не существует достоверных научных исследований, что ксилит (без фторидов) в зубной пасте эффективен для профилактики кариеса.

Немецкие производители натуральной косметики сейчас расширяют свои линейки продуктов по уходу за зубами, добавляя в ассортимент пасты с фторидами. Дело в том, что в тестах продуктов (например, в популярном немецком журнале Oekotest), которым доверяют потребители, пасты без фторидов зачастую попадают в последние строчки рейтингов.

Осторожно! Шарлатанство в рунете

Серьезные исследования, которые могли бы доказать вред фторидов, на данный момент, затруднительны. При этом в интернете можно найти сайты, обличающие фториды со всех сторон и в значительной степени преувеличивающие их опасность и уровень токсичности. Как правило подобной информацией запугивают площадки, созданные в коммерческих интересах производителей какой-нибудь «здоровой альтернативы» пастам с фторидами. При поиске информации о вреде фторидов, пожалуйста, обращайте внимание на достоверность источника и наличие ссылок на научные исследования и исходные данные.

Выводы

  • Фториды в составе зубных паст признаны эффективным современным средством для профилактики кариеса.
  • Наличие кариеса также может быть обусловлено низким качеством гигиены полости рта, недостатками питания и проблемами со здоровьем.
  • Да, фториды токсичны, но не в том объеме, в котором они содержатся в зубной пасте.
  • Если вы можете полностью исключить потребление сахара, можете исключить и пасту с фторидами.
  • Для гигиены полости рта у детей допустимы только пасты без фторидов либо с пониженным содержанием фторидов.
  • С фторидами или без будет ваша паста — вопрос личного выбора каждого.
  • Правильно говорить «зубная паста без фторидов», а не «зубная паста без фтора».

Галогены в периодической таблице расположены слева от благородных газов. Эти пять токсических неметаллических элементов входят в 7 группу периодической таблицы. К ним относятся фтор, хлор, бром, йод и астат. Хотя астат радиоактивен и имеет только короткоживущие изотопы, он ведет себя, как йод, и его часто причисляют к галогенам. Поскольку галогенные элементы имеют семь валентных электронов, им необходим лишь один дополнительный электрон для образования полного октета. Эта характеристика делает их более активными, чем другие группы неметаллов.

Общая характеристика

Галогены образуют двухатомные молекулы (вида Х 2 , где Х обозначает атом галогена) - устойчивую форму существования галогенов в виде свободных элементов. Связи этих двухатомных молекул являются неполярными, ковалентными и одинарными. позволяют им легко вступать в соединение с большинством элементов, поэтому они никогда не встречаются в несвязанном виде в природе. Фтор - наиболее активный галоген, а астат - наименее.

Все галогены образуют соли I группы с похожими свойствами. В этих соединениях галогены присутствуют в виде галоидных анионов с зарядом -1 (например, Cl - , Br -). Окончание -ид указывает на наличие галогенид-анионов; например Cl - называется «хлорид».

Кроме того, химические свойства галогенов позволяют им действовать в качестве окислителей - окислять металлы. Большинство химических реакций, в которых участвуют галогены - окислительно-восстановительные в водном растворе. Галогены образуют одинарные связи с углеродом или азотом в где степень их окисления (СО) равна -1. Когда атом галогена замещён ковалентно-связанным атомом водорода в органическом соединении, префикс гало- может быть использован в общем смысле, или префиксы фтор-, хлор-, бром- , йод- - для конкретных галогенов. Галогенные элементы могут иметь перекрёстную связь с образованием двухатомных молекул с полярными ковалентными одинарными связями.

Хлор (Cl 2) стал первым галогеном, открытым в 1774 г., затем были открыты йод (I 2), бром (Br 2), фтор (F 2) и астат (At, обнаружен последним, в 1940 г.). Название «галоген» происходит от греческих корней hal- («соль») и -gen («образовывать»). Вместе эти слова означают «солеобразующий», подчёркивая тот факт, что галогены, вступая в реакцию с металлами, образуют соли. Галит - это название каменной соли, природного минерала, состоящего из хлорида натрия (NaCl). И, наконец, галогены используются в быту - фторид содержится в зубной пасте, хлор обеззараживает питьевую воду, а йод содействует выработке гормонов щитовидной железы.

Химические элементы

Фтор - элемент с атомным номером 9, обозначается символом F. Элементарный фтор впервые был обнаружен в 1886 г. путем выделения его из плавиковой кислоты. В свободном состоянии фтор существует в виде двухатомной молекулы (F 2) и является наиболее распространенным галогеном в земной коре. Фтор - наиболее электроотрицательный элемент в периодической таблице. При комнатной температуре является бледно-жёлтым газом. Фтор также имеет относительно небольшой атомный радиус. Его СО - -1, за исключением элементарного двухатомного состояния, в котором его степень окисления равна нулю. Фтор чрезвычайно химически активен и непосредственно взаимодействует со всеми элементами, кроме гелия (He), неона (Ne) и аргона (Ar). В растворе H 2 O, плавиковой кислоты (HF) является слабой кислотой. Хотя фтор сильно электроотрицателен, его электроотрицательность не определяет кислотность; HF является слабой кислотой в связи с тем, что ион фтора основной (рН> 7). Кроме того, фтор производит очень мощные окислители. Например, фтор может вступать в реакцию с инертным газом ксеноном и образует сильный окислитель дифторид ксенона (XeF 2). У фтора множество применений.

Хлор - элемент с атомным номером 17 и химическим символом Cl. Обнаружен в 1774 г. путём выделения его из соляной кислоты. В своём элементарном состоянии он образует двухатомную молекулу Cl 2 . Хлор имеет несколько СО: -1, +1, 3, 5 и 7. При комнатной температуре он является светло-зеленым газом. Так как связь, которая образуется между двумя атомами хлора, является слабой, молекула Cl 2 обладает очень высокой способностью вступать в соединения. Хлор реагирует с металлами с образованием солей, которые называются хлориды. Ионы хлора являются наиболее распространенными ионами, они содержатся в морской воде. Хлор также имеет два изотопа: 35 Cl и 37 Cl. Хлорид натрия является наиболее распространенным соединением из всех хлоридов.

Бром - химический элемент с атомным номером 35 и символом Br. Впервые был обнаружен в 1826 г. В элементарной форме бром является двухатомной молекулой Br 2 . При комнатной температуре представляет собой красновато-коричневую жидкость. Его СО - -1, + 1, 3, 4 и 5. Бром более активен, чем йод, но менее активен, чем хлор. Кроме того, бром имеет два изотопа: 79 Вг и 81 Вг. Бром встречается в бромида, растворённых в морской воде. За последние годы производство бромида в мире значительно увеличилось благодаря его доступности и продолжительному времени жизни. Как и другие галогены, бром является окислителем и очень токсичен.

Йод - химический элемент с атомным номером 53 и символом I. Йод имеет степени окисления: -1, +1, +5 и +7. Существует в виде двухатомной молекулы, I 2 . При комнатной температуре является твёрдым веществом фиолетового цвета. Йод имеет один стабильный изотоп - 127 I. Впервые обнаружен в 1811 г. с помощью морских водорослей и серной кислоты. В настоящее время ионы йода, могут быть выделены в морской воде. Несмотря на то что йод не очень хорошо растворим в воде, его растворимость может возрасти при использовании отдельных йодидов. Йод играет важную роль в организме, участвуя в выработке гормонов щитовидной железы.

Астат - радиоактивный элемент с атомным номером 85 и символом At. Его возможные степени окисления: -1, +1, 3, 5 и 7. Единственный галоген, не являющийся двухатомной молекулой. В нормальных условиях является металлическим твёрдым веществом чёрного цвета. Астат является очень редким элементом, поэтому о нём известно немного. Кроме того, астат имеет очень короткий период полураспада, не дольше нескольких часов. Получен в 1940 г. в результате синтеза. Полагают, что астат похож на йод. Отличается

В таблице ниже показано строение атомов галогенов, структура внешнего слоя электронов.

Подобное строение внешнего слоя электронов обусловливает то, что физические и химические свойства галогенов похожи. Вместе с тем при сопоставлении этих элементов наблюдаются и различия.

Периодические свойства в группе галогенов

Физические свойства простых веществ галогенов изменяются с повышением порядкового номера элемента. Для лучшего усвоения и большей наглядности мы предлагаем вам несколько таблиц.

Точки плавления и кипения в группе возрастают по мере роста размера молекулы (F

Таблица 1. Галогены. Физические свойства: точки плавления и кипения

Галоген

Т плавления (˚C)

Т кипения (˚C)

  • Атомный радиус увеличивается.

Размер ядра увеличивается (F < Cl < Br < I < At), так как увеличивается число протонов и нейтронов. Кроме того, с каждым периодом добавляется всё больше уровней энергии. Это приводит к большей орбитали, и, следовательно, к увеличению радиуса атома.

Таблица 2. Галогены. Физические свойства: атомные радиусы

Ковалентный радиус (пм)

Ионный (X -) радиус (пм)

  • Энергия ионизации уменьшается.

Если внешние валентные электроны не находятся вблизи ядра, то для их удаления от него не потребуется много энергии. Таким образом, энергия, необходимая для выталкивания внешнего электрона не столь высока в нижней части группы элементов, так как здесь больше энергетических уровней. Кроме того, высокая энергия ионизации заставляет элемент проявлять неметаллические качества. Йод и дисплей астат проявляют металлические свойства, потому что энергия ионизации снижается (At < I < Br < Cl < F).

Таблица 3. Галогены. Физические свойства: энергия ионизации

  • Электроотрицательность уменьшается.

Число валентных электронов в атоме возрастает с увеличением уровней энергии при прогрессивно более низких уровнях. Электроны прогрессивно дальше от ядра; Таким образом, ядро ​​и электроны не как притягиваются друг к другу. Увеличение экранирования наблюдается. Поэтому Электроотрицательность уменьшается с ростом периода (At < I < Br < Cl < F).

Таблица 4. Галогены. Физические свойства: электроотрицательность

  • Сродство к электрону уменьшается.

Так как размер атома увеличивается с увеличением периода, сродство к электрону, как правило, уменьшается (В < I < Br < F < Cl). Исключение - фтор, сродство которого меньше, чем у хлора. Это можно объяснить меньшим размером фтора по сравнению с хлором.

Таблица 5. Сродство галогенов к электрону

  • Реактивность элементов уменьшается.

Реакционная способность галогенов падает с ростом периода (At

Водород + галогены

Галогенид образуется, когда галоген реагирует с другим, менее электроотрицательным элементом с образованием бинарного соединения. Водород реагирует с галогенами, образуя галогениды вида НХ:

  • фтороводород HF;
  • хлороводород HCl;
  • бромоводород HBr;
  • иодоводород HI.

Галогениды водорода легко растворяются в воде с образованием галогенводородной (плавиковой, соляной, бромистоводородной, иодистоводородной) кислоты. Свойства этих кислот приведены ниже.

Кислоты образуются следующей реакцией: HX (aq) + H 2 O (l) → Х - (aq) + H 3 O + (aq).

Все галоидоводороды образуют сильные кислоты, за исключением HF.

Кислотность галогеноводородных кислот увеличивается: HF

Плавиковая кислота способна гравировать стекло и некоторые неорганические фториды длительное время.

Может показаться нелогичным, что HF является самой слабой галогенводородной кислотой, так как фтор обладает самой высокой электроотрицательностью. Тем не менее связь Н-F очень сильна, в результате чего кислота очень слабая. Сильная связь определяется короткой длиной связи и большой энергией диссоциации. Из всех галогенидов водорода HF имеет самую короткую длину связи и самую большую энергию диссоциации связи.

Галогенные оксокислоты

Галогенные оксокислоты представляют собой кислоты с атомами водорода, кислорода и галогена. Их кислотность может быть определена с помощью анализа структуры. Галогенные оксокислоты приведены ниже:

  • Хлорноватистая кислота HOCl.
  • Хлористая кислота HClO 2 .
  • Хлорноватая кислота HClO 3 .
  • Хлорная кислота HClO 4 .
  • Бромноватистая кислота HOBr.
  • Бромноватая кислота HBrO 3 .
  • Бромная кислота HBrO 4 .
  • Иодноватистая кислота HOI.
  • Йодноватая кислота HIO 3 .
  • Метайодная кислота HIO4, H5IO6.

В каждой из этих кислот протон связан с атомом кислорода, поэтому сравнение длин связей протонов здесь бесполезно. Доминирующую роль здесь играет электроотрицательность. Активность кислотны возрастает с увеличением числа атомов кислорода, связанный с центральным атомом.

Внешний вид и состояние вещества

Основные физические свойства галогенов кратко можно выразить в следующей таблице.

Состояние вещества (при комнатной температуре)

Галоген

Внешний вид

фиолетовый

красно-коричневый

газообразное

бледно-жёлто-коричневый

бледно-зелёный

Объяснение внешнего вида

Цвет галогенов является результатом поглощения видимого света молекулами, что вызывает возбуждение электронов. Фтор поглощает фиолетовый свет, и, следовательно, выглядит светло-жёлтым. Йод, наоборот, поглощает жёлтый свет и выглядит фиолетовым (жёлтый и фиолетовый - дополняющие цвета). Цвет галогенов становится темнее с ростом периода.

В закрытых ёмкостях жидкий бром и твёрдый йод находятся в равновесии со своими парами, которые можно наблюдать в виде цветного газа.

Хотя цвет астата неизвестен, предполагается, что он должен быть темнее йода (т. е. черным) в соответствии с наблюдаемой закономерностью.

Теперь, если вас попросят: «Охарактеризуйте физические свойства галогенов», вам будет что сказать.

Степень окисления галогенов в соединениях

Степень окисления часто используется вместо понятия "валентность галогенов". Как правило, степень окисления равна -1. Но если галоген связан с кислородом или другим галогеном, он может принимать другие состояния: СО кислорода -2 имеет приоритет. В случае двух различных атомов галогена, соединенных вместе, более электроотрицательный атом превалирует и принимает СО -1.

Например, в хлориде йода (ICl) хлор имеет СО -1, и йод +1. Хлор является более электроотрицательным, чем йод, поэтому его СО равна -1.

В бромной кислоте (HBrO 4) кислород обладает СО -8 (-2 х 4 атома = -8). Водород имеет общую степень окисления +1. Сложение этих значений даёт СО -7. Так как конечное СО соединения должно быть нулевым, то СО брома равна +7.

Третьим исключением из правила является степень окисления галогена в элементарной форме (X 2), где его СО равна нулю.

Галоген

СО в соединениях

1, +1, +3, +5, +7

1, +1, +3, +4, +5

1, +1, +3, +5, +7

Почему СО фтора всегда -1?

Электроотрицательность увеличивается с ростом периода. Поэтому фтор имеет самую высокую электроотрицательность из всех элементов, что подтверждается его положением в периодической таблице. Его электронная конфигурация 1s 2 2s 2 2p 5 . Если фтор получает еще один электрон, крайние р-орбитали полностью заполнены и составляют полный октет. Поскольку фтор имеет высокую электроотрицательность, он может легко отобрать электрон у соседнего атома. Фтор в этом случае изоэлектронен инертному газу (с восемью валентными электронами), все его внешние орбитали заполнены. В таком состоянии фтор гораздо более стабилен.

Получение и применение галогенов

В природе галогены находятся в состоянии анионов, поэтому свободные галогены получают методом окисления путём электролиза или с помощью окислителей. Например, хлор вырабатывается гидролизом раствора поваренной соли. Применение галогенов и их соединений многообразно.

  • Фтор . Несмотря на то что фтор очень реактивен, он используется во многих областях промышленности. Например, он является ключевым компонентов политетрафторэтилена (тефлона) и некоторых других фторполимеров. Хлорфторуглероды представляют собой органические которые ранее использовались в качестве хладагентов и пропеллентов в аэрозолях. Их применение прекратилось из-за возможного их воздействия на окружающую среду. Их заменили гидрохлорфторуглероды. Фтор добавляют в зубную пасту (SnF 2) и питьевую воду (NaF) для предотвращения разрушения зубов. Этот галоген содержится в глине, используемой для производства некоторых видов керамики (LiF), используется в ядерной энергетике (UF 6), для получения антибиотика фторхинолона, алюминия (Na 3 AlF 6), для изоляции высоковольтного оборудования (SF 6).
  • Хлор также нашёл разнообразное применение. Он используется для дезинфекции питьевой воды и плавательных бассейнов. (NaClO) является основным компонентом отбеливателей. Соляная кислота широко используется в промышленности и лабораториях. Хлор присутствует в поливинилхлориде (ПВХ) и других полимерах, которые используются для изоляции проводки, труб и электроники. Кроме того, хлор оказался полезен и в фармацевтической промышленности. Лекарственные средства, содержащие хлор, используются для лечения инфекций, аллергии и диабета. Нейтральная форма гидрохлорида - компонент многих препаратов. Хлор используется также для стерилизации больничного оборудования и дезинфекции. В сельском хозяйстве хлор является компонентом многих коммерческих пестицидов: ДДТ (дихлородифенилтрихлорэтан) использовался в качестве сельскохозяйственного инсектицида, но его использование было прекращено.

  • Бром , благодаря своей негорючести, применяется для подавления горения. Он также содержится в бромистом метиле, пестициде, используемом для хранения урожая и подавления бактерий. Однако чрезмерное использование было прекращено из-за его воздействия на озоновый слой. Бром применяют при производстве бензина, фотоплёнки, огнетушителей, лекарств для лечения пневмонии и болезни Альцгеймера.
  • Йод играет важную роль в надлежащем функционировании щитовидной железы. Если организм не получает достаточного количества йода, происходит увеличение щитовидной железы. Для профилактики зоба данный галоген добавляют в поваренную соль. Йод также используется в качестве антисептического средства. Йод содержится в растворах, используемых для очистки открытых ран, а также в дезинфицирующих спреях. Кроме того, йодид серебра имеет важное значение в фотографии.
  • Астат - радиоактивный и редкоземельный галоген, поэтому ещё нигде не используется. Тем не менее полагают, что этот элемент может помочь йоду в регуляции гормонов щитовидной железы.