फ्लोरीन

फ्लोरीन एक रासायनिक तत्व है; इसका रासायनिक प्रतीक F है और परमाणु क्रमांक 9 है। यह सबसे हल्का हैलोजन है और मानक परिस्थितियों में हल्के पीले रंग की द्विपरमाणुक गैस के रूप में मौजूद होता है। फ्लोरीन अत्यधिक अभिक्रियाशील है क्योंकि यह हल्के उत्कृष्ट गैसों को छोड़कर अन्य सभी तत्वों के साथ अभिक्रिया करता है। अपने मौलिक रूप में फ्लोरीन अत्यधिक विषाक्त होता है।

तत्वों के बीच, फ्लोरीन ब्रह्मांडीय प्रचुरता में 24वें और भूपर्पटी की प्रचुरता में 13वें स्थान पर आता है। फ्लोराइट, जो फ्लोरीन का प्राथमिक खनिज स्रोत है और जिससे इस तत्व को इसका नाम मिला, का वर्णन सबसे पहले 1529 में किया गया था; चूंकि इसे धातु के अयस्क में उनके गलनांक को कम करने के लिए मिलाया जाता था, इसलिए लैटिन क्रिया fluo जिसका अर्थ बहना है, से इस खनिज का नाम पड़ा। 1810 में एक तत्व के रूप में प्रस्तावित, फ्लोरीन को उसके यौगिकों से अलग करना कठिन और खतरनाक साबित हुआ, और कई शुरुआती प्रयोगकर्ताओं की मृत्यु हो गई या वे अपने प्रयासों में घायल हो गए। केवल 1886 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी मोइसन ने कम तापमान वाले विद्युत अपघटन का उपयोग करके मौलिक फ्लोरीन को अलग किया, जो आधुनिक उत्पादन के लिए आज भी उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है। यूरेनियम संवर्धन के लिए फ्लोरीन गैस का औद्योगिक उत्पादन, जो इसका सबसे बड़ा अनुप्रयोग है, द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान मैनहट्टन परियोजना के साथ शुरू हुआ।

शुद्ध फ्लोरीन को परिष्कृत करने की लागत के कारण, अधिकांश व्यावसायिक अनुप्रयोग फ्लोरीन यौगिकों का उपयोग करते हैं, जिसमें खनन किए गए फ्लोराइट का लगभग आधा हिस्सा इस्पात निर्माण में उपयोग किया जाता है। शेष फ्लोराइट को विभिन्न कार्बनिक फ्लोराइड्स के रास्ते में हाइड्रोजन फ्लोराइड में, या क्रायोलाइट में परिवर्तित किया जाता है, जो एल्यूमीनियम शोधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कार्बन-फ्लोरीन बंधन आमतौर पर बहुत स्थिर होता है। ऑर्गेनोफ्लोरीन यौगिकों का व्यापक रूप से प्रशीतक (refrigerants), विद्युत इन्सुलेशन और PTFE (टेफ्लॉन) के रूप में उपयोग किया जाता है। एटोरवास्टेटिन और फ्लुओक्सेटीन जैसी दवाओं में C−F बंधन होते हैं। घुले हुए फ्लोराइड लवणों से प्राप्त फ्लोराइड आयन दंत क्षय को रोकता है और इसलिए टूथपेस्ट और जल फ्लोरीकरण में उपयोग किया जाता है। वैश्विक फ्लोरोकेमिकल की बिक्री प्रति वर्ष US$15 बिलियन से अधिक है।

फ्लोरोकार्बन गैसें आमतौर पर ग्रीनहाउस गैसें होती हैं, जिनकी ग्लोबल वार्मिंग क्षमता कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में 100 से 23,500 गुना अधिक होती है, और SF₆ में किसी भी ज्ञात पदार्थ की तुलना में सबसे अधिक ग्लोबल वार्मिंग क्षमता होती है। ऑर्गेनोफ्लोरीन यौगिक अक्सर कार्बन-फ्लोरीन बंधन की मजबूती के कारण पर्यावरण में बने रहते हैं। स्तनधारियों में फ्लोरीन की कोई ज्ञात चयापचय भूमिका नहीं है, लेकिन कुछ पौधे और समुद्री स्पंज ऑर्गेनोफ्लोरीन जहर (अक्सर मोनोफ्लुओरोएसेटेट्स) का संश्लेषण करते हैं जो शिकार को रोकने में मदद करते हैं।(Lee et al., 2014)

विशेषताएँ

इलेक्ट्रॉन विन्यास

फ्लोरीन परमाणुओं में नौ इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो नियॉन से एक कम है, और इलेक्ट्रॉन विन्यास 1s²2s²2p⁵ है: एक भरे हुए आंतरिक कोश में दो इलेक्ट्रॉन और बाहरी कोश में सात इलेक्ट्रॉन जिन्हें भरने के लिए एक और की आवश्यकता होती है। बाहरी इलेक्ट्रॉन परमाणु के परिरक्षण में अप्रभावी होते हैं, और 9 − 2 = 7 का उच्च प्रभावी परमाणु आवेश अनुभव करते हैं; यह परमाणु के भौतिक गुणों को प्रभावित करता है।(Jaccaud et al., 2000, p. 381)

फ्लोरीन की प्रथम आयनन ऊर्जा हीलियम और नियॉन के बाद सभी तत्वों में तीसरी सबसे अधिक है,(Dean, 1999, p. 564) जो तटस्थ फ्लोरीन परमाणुओं से इलेक्ट्रॉनों को हटाने को जटिल बनाती है। इसमें क्लोरीन के बाद दूसरी सबसे अधिक इलेक्ट्रॉन बंधुता भी है,(Lide, 2004, pp. 10.137–10.138) और यह उत्कृष्ट गैस नियॉन के साथ आइसोइलेक्ट्रॉनिक बनने के लिए एक इलेक्ट्रॉन को पकड़ने की प्रवृत्ति रखती है;(Jaccaud et al., 2000, p. 381) किसी भी अभिक्रियाशील तत्व की तुलना में इसकी विद्युत ऋणात्मकता सबसे अधिक है। फ्लोरीन परमाणुओं की सहसंयोजक त्रिज्या लगभग 60 पिकोमीटर की छोटी होती है, जो इसके आवर्त के पड़ोसियों ऑक्सीजन और नियॉन के समान है।

अभिक्रियाशीलता

डाइफ्लोरीन की बंधन ऊर्जा Cl₂ या Br₂ की तुलना में बहुत कम है और आसानी से टूटने वाले पेरोक्साइड बंधन के समान है; यह, उच्च विद्युत ऋणात्मकता के साथ, फ्लोरीन के आसान वियोजन, उच्च अभिक्रियाशीलता और गैर-फ्लोरीन परमाणुओं के साथ मजबूत बंधन के लिए जिम्मेदार है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 804) इसके विपरीत, फ्लोरीन की उच्च विद्युत ऋणात्मकता के कारण अन्य परमाणुओं के साथ बंधन बहुत मजबूत होते हैं। पाउडर स्टील, कांच के टुकड़े और एस्बेस्टस फाइबर जैसे गैर-अभिक्रियाशील पदार्थ ठंडी फ्लोरीन गैस के साथ जल्दी अभिक्रिया करते हैं; फ्लोरीन जेट के नीचे लकड़ी और पानी स्वतः जल उठते हैं।(Jaccaud et al., 2000, p. 382)

धातुओं के साथ मौलिक फ्लोरीन की अभिक्रियाओं के लिए अलग-अलग परिस्थितियों की आवश्यकता होती है। क्षार धातु विस्फोट का कारण बनते हैं और क्षारीय मृदा धातु थोक में जोरदार गतिविधि प्रदर्शित करते हैं; धातु फ्लोराइड परतों के निर्माण से निष्क्रियण को रोकने के लिए, एल्यूमीनियम और लोहे जैसी अधिकांश अन्य धातुओं को पाउडर बनाना पड़ता है,(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 804) और उत्कृष्ट धातुओं को 300 – पर शुद्ध फ्लोरीन गैस की आवश्यकता होती है।(Lidin, Molochko, Andreeva, 2000, pp. 442–455) कुछ ठोस अधातु (सल्फर, फास्फोरस) तरल फ्लोरीन में जोरदार अभिक्रिया करते हैं।(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 404) हाइड्रोजन सल्फाइड(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 404) और सल्फर डाइऑक्साइड(Patnaik, 2007, p. 472) फ्लोरीन के साथ आसानी से जुड़ जाते हैं, बाद वाला कभी-कभी विस्फोटक रूप से; सल्फ्यूरिक एसिड बहुत कम गतिविधि प्रदर्शित करता है, जिसके लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।(Aigueperse et al., 2000, p. 400)

हाइड्रोजन, कुछ क्षार धातुओं की तरह, फ्लोरीन के साथ विस्फोटक रूप से अभिक्रिया करता है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 76, 804) कार्बन, लैंप ब्लैक के रूप में, कमरे के तापमान पर टेट्राफ्लुओरोमेथेन देने के लिए अभिक्रिया करता है। ग्रेफाइट 400 C से ऊपर फ्लोरीन के साथ मिलकर गैर-स्टोइकियोमेट्रिक कार्बन मोनोफ्लोराइड बनाता है; उच्च तापमान गैसीय फ्लोरोकार्बन उत्पन्न करते हैं, कभी-कभी विस्फोट के साथ। कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड कमरे के तापमान पर या उससे ठीक ऊपर अभिक्रिया करते हैं, जबकि पैराफिन और अन्य कार्बनिक रसायन मजबूत अभिक्रियाएं उत्पन्न करते हैं: यहां तक कि पूरी तरह से प्रतिस्थापित हेलोएल्केन जैसे कार्बन टेट्राक्लोराइड, जो सामान्य रूप से दहनशील नहीं होते, विस्फोट कर सकते हैं। हालांकि नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड स्थिर है, नाइट्रोजन को फ्लोरीन के साथ अभिक्रिया के लिए उच्च तापमान पर विद्युत विसर्जन की आवश्यकता होती है, क्योंकि मौलिक नाइट्रोजन में बहुत मजबूत त्रि-आबंध होता है;(Lidin, Molochko, Andreeva, 2000, p. 252) अमोनिया विस्फोटक रूप से अभिक्रिया कर सकता है। ऑक्सीजन परिवेशी परिस्थितियों में फ्लोरीन के साथ नहीं जुड़ता है, लेकिन कम तापमान और दबाव पर विद्युत विसर्जन का उपयोग करके इसे अभिक्रिया करने के लिए मजबूर किया जा सकता है; गर्म करने पर उत्पाद अपने घटक तत्वों में विघटित हो जाते हैं।(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 457) भारी हैलोजन(Jaccaud et al., 2000, p. 383) फ्लोरीन के साथ आसानी से अभिक्रिया करते हैं, जैसा कि उत्कृष्ट गैस रेडॉन करता है; अन्य उत्कृष्ट गैसों में से, केवल ज़ेनॉन और क्रिप्टन अभिक्रिया करते हैं, और केवल विशेष परिस्थितियों में। आर्गन फ्लोरीन गैस के साथ अभिक्रिया नहीं करता है; हालाँकि, यह फ्लोरीन के साथ एक यौगिक बनाता है, आर्गन फ्लोरोहाइड्राइड।

अवस्थाएँ

मुख्य लेख: फ्लोरीन की अवस्थाएँ

β-फ्लोरीन की क्रिस्टल संरचना दिखाने वाला एनीमेशन। यूनिट सेल के चेहरों पर F₂ अणुओं का घूर्णन एक तल तक सीमित है, जबकि कोनों पर मौजूद अणु स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं।

कमरे के तापमान पर, फ्लोरीन द्विपरमाणुक अणुओं की एक गैस है,(Jaccaud et al., 2000, p. 382) जो शुद्ध होने पर हल्के पीले रंग की होती है (कभी-कभी इसे पीला-हरा बताया जाता है)। इसमें 20 ppb पर पता लगाने योग्य एक विशिष्ट हैलोजन जैसी तीखी और काटने वाली गंध होती है।(Lide, 2004, p. 4.12) फ्लोरीन -188 C पर एक चमकीले पीले तरल में संघनित हो जाता है, जो ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के समान संक्रमण तापमान है।(Dean, 1999, p. 523)

फ्लोरीन के दो ठोस रूप हैं, α- और β-फ्लोरीन। बाद वाला -220 C पर क्रिस्टलीकृत होता है और पारदर्शी और नरम होता है, जिसमें ताज़ा क्रिस्टलीकृत ठोस ऑक्सीजन की समान अव्यवस्थित घनीय संरचना होती है,(Dean, 1999, p. 523) अन्य ठोस हैलोजन की ऑर्थोरोम्बिक प्रणालियों के विपरीत।(Young, 1975, p. 10) -228 C तक और ठंडा करने पर अपारदर्शी और कठोर α-फ्लोरीन में प्रावस्था संक्रमण होता है, जिसकी मोनोक्लिनिक संरचना होती है जिसमें अणुओं की घनी, कोणीय परतें होती हैं। β- से α-फ्लोरीन में संक्रमण फ्लोरीन के संघनन की तुलना में अधिक ऊष्माक्षेपी है, और हिंसक हो सकता है।(Young, 1975, p. 10)

समस्थानिक

मुख्य लेख: फ्लोरीन के समस्थानिक

प्राकृतिक फ्लोरीन पूरी तरह से स्थिर समस्थानिक ^{19}F से बना है। इसमें उच्च चुंबकीय अनुपात और चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति असाधारण संवेदनशीलता है; क्योंकि यह एकमात्र समस्थानिक भी है, यह NMR और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग में उपयोग के लिए अत्यधिक उपयुक्त है। 13–31 द्रव्यमान संख्या वाले अठारह रेडियोआइसोटोप संश्लेषित किए गए हैं, जिनमें से ^{18}F 109.734 मिनट के अर्ध-आयु के साथ सबसे स्थिर है।ref ^{18}F एक प्राकृतिक ट्रेस रेडियोआइसोटोप है जो वायुमंडलीय आर्गन के कॉस्मिक रे स्पैलेशन के साथ-साथ प्राकृतिक ऑक्सीजन के साथ प्रोटॉन की अभिक्रिया से उत्पन्न होता है: ^{18}O + p -> ^{18}F + n. अन्य रेडियोआइसोटोप की अर्ध-आयु 70 सेकंड से कम है; अधिकांश आधे सेकंड से भी कम समय में क्षय हो जाते हैं। समस्थानिक ^{17}F और ^{18}F β⁺ क्षय और इलेक्ट्रॉन कैप्चर से गुजरते हैं, हल्के समस्थानिक प्रोटॉन उत्सर्जन द्वारा क्षय होते हैं, और ^{19}F से भारी समस्थानिक β⁻ क्षय से गुजरते हैं (सबसे भारी वाले विलंबित न्यूट्रॉन उत्सर्जन के साथ)। फ्लोरीन के दो मेटास्टेबल आइसोमर ज्ञात हैं, ^{18m}F, जिसकी अर्ध-आयु 162(7) नैनोसेकंड है, और ^{26m}F, जिसकी अर्ध-आयु 2.2(1) मिलीसेकंड है।

प्राप्ति

मुख्य लेख: फ्लोरीन की उत्पत्ति और प्राप्ति

ब्रह्मांड

सौर मंडल की प्रचुरता

परमाणु क्रमांक	तत्व	सापेक्ष मात्रा
6	कार्बन	8,500
7	नाइट्रोजन	2,300
8	ऑक्सीजन	17,000
9	फ्लोरीन	1
10	नियॉन	2,600
11	सोडियम	69
12	मैग्नीशियम	1,200

हल्के तत्वों के बीच, फ्लोरीन का 400 ppb (प्रति बिलियन भाग) का प्रचुरता मान - ब्रह्मांड में तत्वों में 24वां - असाधारण रूप से कम है: कार्बन से मैग्नीशियम तक के अन्य तत्व बीस या उससे अधिक गुना अधिक सामान्य हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस प्रक्रियाएं फ्लोरीन को दरकिनार कर देती हैं, और अन्यथा निर्मित कोई भी फ्लोरीन परमाणु उच्च परमाणु क्रॉस सेक्शन वाले होते हैं, जिससे हाइड्रोजन या हीलियम के साथ टकराव से क्रमशः ऑक्सीजन या नियॉन उत्पन्न होता है।

इस क्षणिक अस्तित्व के अलावा, फ्लोरीन की उपस्थिति के लिए तीन स्पष्टीकरण प्रस्तावित किए गए हैं:

• टाइप II सुपरनोवा के दौरान, न्यूट्रिनो द्वारा नियॉन परमाणुओं की बमबारी उन्हें फ्लोरीन में बदल सकती है;
• वोल्फ-रायट तारे की सौर हवा फ्लोरीन को किसी भी हाइड्रोजन या हीलियम परमाणुओं से दूर उड़ा सकती है; या
• फ्लोरीन एसिम्पटोटिक जाइंट ब्रांच सितारों में संलयन से उत्पन्न संवहन धाराओं पर बाहर आता है।

पृथ्वी

यह भी देखें: फ्लोराइट उत्पादन के आधार पर देशों की सूची

फ्लोरीन द्रव्यमान के अनुसार 600–700 ppm (प्रति मिलियन भाग) पर पृथ्वी की पपड़ी में तत्वों की प्रचुरता में 13वां सबसे प्रचुर तत्व है।(Jaccaud et al., 2000, p. 384) हालांकि माना जाता है कि यह प्राकृतिक रूप से नहीं होता है, मौलिक फ्लोरीन को एंटोज़ोनाइट, फ्लोराइट का एक प्रकार, में एक समावेश के रूप में मौजूद दिखाया गया है।(Schmedt, Mangstl, Kraus, 2012) अधिकांश फ्लोरीन फ्लोराइड युक्त खनिजों के रूप में मौजूद है। फ्लोराइट, फ्लोरापैटाइट और क्रायोलाइट औद्योगिक रूप से सबसे महत्वपूर्ण हैं।(Jaccaud et al., 2000, p. 384)(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 795) फ्लोराइट (CaF₂), जिसे फ्लुओर्सपार के रूप में भी जाना जाता है, दुनिया भर में प्रचुर मात्रा में है, फ्लोराइड का मुख्य स्रोत है, और इसलिए फ्लोरीन का भी। चीन और मैक्सिको प्रमुख आपूर्तिकर्ता हैं।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 795) फ्लोरापैटाइट (Ca₅(PO₄)₃F), जिसमें दुनिया का अधिकांश फ्लोराइड होता है, उर्वरक उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में फ्लोराइड का एक अनपेक्षित स्रोत है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 795) क्रायोलाइट (Na₃AlF₆), जिसका उपयोग एल्यूमीनियम के उत्पादन में किया जाता है, सबसे अधिक फ्लोरीन युक्त खनिज है। क्रायोलाइट के आर्थिक रूप से व्यवहार्य प्राकृतिक स्रोत समाप्त हो गए हैं, और अधिकांश अब व्यावसायिक रूप से संश्लेषित किया जाता है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 795)

• 
  फ्लोराइट: क्रिस्टल पहलुओं के साथ गुलाबी गोलाकार द्रव्यमान
• 
  फ्लोरापैटाइट: लंबा, प्रिज्मीय क्रिस्टल, चमक में सुस्त, समुच्चय जैसी चट्टान के मैट्रिक्स से एक कोण पर बाहर निकला हुआ
• 
  क्रायोलाइट: दो परतों में व्यवस्थित द्विपरमाणुक अणुओं के साथ एक समानांतर चतुर्भुज के आकार की रूपरेखा

टोपाज़ जैसे अन्य खनिजों में फ्लोरीन होता है। फ्लोराइड, अन्य हैलाइड्स के विपरीत, अघुलनशील होते हैं और खारे पानी में व्यावसायिक रूप से अनुकूल सांद्रता में नहीं होते हैं।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 795) ज्वालामुखी विस्फोटों और भू-तापीय झरनों में अनिश्चित मूल के ऑर्गेनोफ्लोरीन की ट्रेस मात्रा का पता चला है।(Gribble, 2002) क्रिस्टल में गैसीय फ्लोरीन का अस्तित्व, जिसे कुचले हुए एंटोज़ोनाइट की गंध द्वारा सुझाया गया है, विवादास्पद है;(Richter, Hahn, Fuchs, 2001, p. 3)(Schmedt, Mangstl, Kraus, 2012) 2012 के एक अध्ययन ने एंटोज़ोनाइट में वजन के अनुसार 0.04% F₂ की उपस्थिति की सूचना दी, इन समावेशन को यूरेनियम की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति से विकिरण के लिए जिम्मेदार ठहराया।(Schmedt, Mangstl, Kraus, 2012)

इतिहास

मुख्य लेख: फ्लोरीन का इतिहास

प्रारंभिक खोजें

डी री मेटालिका से इस्पात निर्माण का चित्रण

1529 में, जॉर्जियस एग्रीकोला ने फ्लोराइट का वर्णन प्रगलन के दौरान धातुओं के गलनांक को कम करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एक योजक के रूप में किया।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 790) उन्होंने फ्लोराइट चट्टानों के लिए लैटिन शब्द fluorēs (fluor, प्रवाह) लिखा। यह नाम बाद में फ्लुओर्सपार (अभी भी आमतौर पर उपयोग किया जाता है) और फिर फ्लोराइट में विकसित हुआ।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 109) फ्लोराइट की संरचना बाद में कैल्शियम डाइफ्लोराइड के रूप में निर्धारित की गई थी।

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का उपयोग 1720 के बाद से कांच नक्काशी में किया गया था। एंड्रियास सिगिस्मंड मार्गग्राफ ने 1764 में इसे पहली बार तब चित्रित किया जब उन्होंने सल्फ्यूरिक एसिड के साथ फ्लोराइट को गर्म किया, और परिणामी घोल ने इसके कांच के कंटेनर को खराब कर दिया। स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शीले ने 1771 में प्रयोग को दोहराया, और अम्लीय उत्पाद का नाम फ्लस-स्पैट्स-सिरन (फ्लुओर्सपार एसिड) रखा। 1810 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी आंद्रे-मैरी एम्पीयर ने सुझाव दिया कि हाइड्रोजन और क्लोरीन के समान एक तत्व हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का गठन करते हैं। उन्होंने 26 अगस्त, 1812 को सर हम्फ्री डेवी को लिखे एक पत्र में यह भी प्रस्तावित किया कि इस तब-अज्ञात पदार्थ का नाम फ्लोरिक यौगिकों और अन्य हैलोजन के -ine प्रत्यय से फ्लोरीन रखा जा सकता है।(Davy, 1813, p. 278) यह शब्द, अक्सर संशोधनों के साथ, अधिकांश यूरोपीय भाषाओं में उपयोग किया जाता है; हालाँकि, ग्रीक, रूसी और कुछ अन्य, एम्पीयर के बाद के सुझाव का पालन करते हुए, ग्रीक φθόριος (phthorios, विनाशकारी) से ftor या डेरिवेटिव नाम का उपयोग करते हैं।(Banks, 1986, p. 11) न्यू लैटिन नाम फ्लुओरम ने तत्व को इसका वर्तमान प्रतीक F दिया; शुरुआती पत्रों में Fl का उपयोग किया गया था।

अलगाव

मोइसन के उपकरण का 1887 का चित्र

फ्लोरीन पर प्रारंभिक अध्ययन इतने खतरनाक थे कि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ दुर्भाग्य के बाद 19वीं सदी के कई प्रयोगकर्ताओं को "फ्लोरीन शहीद" माना गया। मौलिक फ्लोरीन का अलगाव मौलिक फ्लोरीन और हाइड्रोजन फ्लोराइड दोनों की अत्यधिक संक्षारकता, साथ ही एक सरल और उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइट की कमी के कारण बाधित हुआ था। एडमंड फ्रेमी ने प्रतिपादित किया कि फ्लोरीन उत्पन्न करने के लिए शुद्ध हाइड्रोजन फ्लोराइड का विद्युत अपघटन संभव था और अम्लीकृत पोटेशियम बाइफ्लोराइड से निर्जल नमूने तैयार करने की एक विधि तैयार की; इसके बजाय, उन्होंने पाया कि परिणामी (शुष्क) हाइड्रोजन फ्लोराइड बिजली का संचालन नहीं करता था। फ्रेमी के पूर्व छात्र हेनरी मोइसन ने दृढ़ता बनाए रखी, और बहुत परीक्षण और त्रुटि के बाद पाया कि पोटेशियम बाइफ्लोराइड और शुष्क हाइड्रोजन फ्लोराइड का मिश्रण एक कंडक्टर था, जिसने विद्युत अपघटन को सक्षम किया। अपने विद्युत रासायनिक सेल में प्लैटिनम के तेजी से क्षरण को रोकने के लिए, उन्होंने अभिक्रिया को विशेष स्नान में अत्यधिक कम तापमान पर ठंडा किया और प्लैटिनम और इरिडियम के अधिक प्रतिरोधी मिश्रण से सेल बनाए, और फ्लोराइट स्टॉपर्स का उपयोग किया।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 789–791) 1886 में, कई रसायनज्ञों द्वारा 74 वर्षों के प्रयास के बाद, मोइसन ने मौलिक फ्लोरीन को अलग किया।

1906 में, अपनी मृत्यु से दो महीने पहले, मोइसन को रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार मिला, निम्नलिखित उद्धरण के साथ:

1=[I]n recognition of the great services rendered by him in his investigation and isolation of the element fluorine ... The whole world has admired the great experimental skill with which you have studied that savage beast among the elements.

बाद के उपयोग

यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड का एक एम्पुल

जनरल मोटर्स (GM) के फ्रिजिडेयर डिवीजन ने 1920 के दशक के अंत में क्लोरोफ्लोरोकार्बन प्रशीतकों के साथ प्रयोग किया, और काइनेटिक केमिकल्स का गठन 1930 में GM और ड्यूपॉन्ट के बीच एक संयुक्त उद्यम के रूप में किया गया, जो फ्रीऑन-12 (CCl₂F₂) को ऐसे प्रशीतक के रूप में विपणन करने की उम्मीद कर रहा था। इसने पहले के और अधिक विषाक्त यौगिकों को प्रतिस्थापित किया, रसोई के रेफ्रिजरेटरों की मांग बढ़ाई, और लाभदायक बन गया; 1949 तक ड्यूपॉन्ट ने काइनेटिक को खरीद लिया था और कई अन्य फ्रीऑन यौगिकों का विपणन किया।(Hounshell, Smith, 1988, pp. 156–157) पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE, टेफ्लॉन) की खोज 1938 में रॉय जे. प्लंकेट द्वारा काइनेटिक में प्रशीतकों पर काम करते समय संयोगवश की गई थी, और इसके उत्कृष्ट रासायनिक और थर्मल प्रतिरोध ने इसे 1941 तक त्वरित व्यावसायीकरण और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उधार दिया।(Hounshell, Smith, 1988, pp. 156–157)

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान मौलिक फ्लोरीन का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू हुआ। जर्मनी ने नियोजित आग लगाने वाले क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड बनाने के लिए उच्च तापमान वाले विद्युत अपघटन का उपयोग किया और मैनहट्टन परियोजना ने यूरेनियम संवर्धन के लिए यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड का उत्पादन करने के लिए भारी मात्रा का उपयोग किया। चूंकि UF₆ फ्लोरीन जितना ही संक्षारक है, गैसीय प्रसार संयंत्रों को विशेष सामग्रियों की आवश्यकता थी: झिल्ली के लिए निकल, सील के लिए फ्लोरोपॉलिमर, और कूलेंट और स्नेहक के रूप में तरल फ्लोरोकार्बन। इस उभरते परमाणु उद्योग ने बाद में युद्ध के बाद के फ्लोरोकेमिकल विकास को प्रेरित किया।

यौगिक

मुख्य लेख: फ्लोरीन यौगिक

फ्लोरीन का एक समृद्ध रसायन विज्ञान है, जो कार्बनिक और अकार्बनिक डोमेन को शामिल करता है। यह धातुओं, अधातुओं, उपधातुओं, और अधिकांश उत्कृष्ट गैसों के साथ जुड़ता है। फ्लोरीन की उच्च इलेक्ट्रॉन बंधुता आयनिक बंधन के लिए प्राथमिकता में परिणाम देती है; जब यह सहसंयोजक बंधन बनाता है, तो ये ध्रुवीय होते हैं, और लगभग हमेशा एकल होते हैं।

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ

यौगिकों में, फ्लोरीन लगभग विशेष रूप से -1 की ऑक्सीकरण अवस्था ग्रहण करता है। F₂ में फ्लोरीन को ऑक्सीकरण अवस्था 0 माना जाता है। अस्थिर प्रजातियां F_{2}- और F_{3}-, जो 40 K के आसपास विघटित हो जाती हैं, में मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्थाएं होती हैं;(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 422) F_{4}+ और कुछ संबंधित प्रजातियों के स्थिर होने का अनुमान है।

धातुएँ

यह भी देखें: Fluoride volatility

क्षार धातुएँ (Alkali metals) आयनिक और अत्यधिक घुलनशील मोनोफ्लोराइड बनाती हैं; इनकी संरचना सोडियम क्लोराइड के घनीय विन्यास और अनुरूप क्लोराइड जैसी होती है।(Aigueperse et al., 2000, pp. 420–422) क्षारीय मृदा धातुओं (Alkaline earth metals) के डाइफ्लोराइड में मजबूत आयनिक बंध होते हैं, लेकिन ये पानी में अघुलनशील होते हैं, अपवादस्वरूप बेरिलियम डाइफ्लोराइड, जो कुछ सहसंयोजक गुण भी प्रदर्शित करता है और इसकी संरचना क्वार्ट्ज जैसी होती है। दुर्लभ मृदा तत्व (Rare earth elements) और कई अन्य धातुएँ मुख्य रूप से आयनिक ट्राइफ्लोराइड बनाती हैं।(Emeléus, Sharpe, 1983, pp. 89–97)

सहसंयोजक बंधन सबसे पहले टेट्राफ्लोराइड में प्रमुखता से दिखाई देते हैं: जिरकोनियम, हाफनियम और कई एक्टिनाइड्स के टेट्राफ्लोराइड उच्च गलनांक वाले आयनिक यौगिक होते हैं,(Lide, 2004, pp. 4.60, 4.76, 4.92, 4.96) जबकि टाइटेनियम,(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 964) वैनेडियम, और नायोबियम के टेट्राफ्लोराइड बहुलक (polymeric) होते हैं,(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 990) जो 350 C से अधिक तापमान पर पिघलते या विघटित नहीं होते हैं।(Lide, 2004, pp. 4.72, 4.91, 4.93) पेंटाफ्लोराइड अपनी रैखिक बहुलक और ओलिगोमेरिक परिसरों के साथ इस प्रवृत्ति को जारी रखते हैं।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 561–563)(Emeléus, Sharpe, 1983, pp. 256–277)(Mackay, Mackay, Henderson, 2002, pp. 355–356) तेरह धातु हेक्साफ्लोराइड ज्ञात हैं, जो सभी अष्टफलकीय (octahedral) हैं। ये अधिकांशतः वाष्पशील ठोस होते हैं, सिवाय तरल MoF₆ और ReF₆, तथा गैसीय WF₆ के।(Greenwood, Earnshaw, 1998, (various pages, by metal in respective chapters))(Lide, 2004, pp. 4.71, 4.78, 4.92) रेनियम हेप्टाफ्लोराइड, एकमात्र अभिलक्षित धातु हेप्टाफ्लोराइड, कम गलनांक वाला आणविक ठोस है जिसकी पेंटागोनल बाइपिरामिडल आणविक ज्यामिति होती है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, p. 819) गोल्ड हेप्टाफ्लोराइड आणविक F₂ का एक कम तापमान वाला परिसर है, जिसमें NPA गणनाएँ दर्शाती हैं कि F₂ लिगैंड में फ्लोरीन लगभग उदासीन है, जबकि अणु के AuF₅ भाग में फ्लोरीन पर मजबूत ऋणात्मक आंशिक आवेश होता है। यह इस तथ्य के अनुरूप है कि F₂ लिगैंड शून्य ऑक्सीकरण अवस्था में फ्लोरीन का प्रतिनिधित्व करता है। अधिक फ्लोरीन परमाणुओं वाले धातु फ्लोराइड विशेष रूप से अभिक्रियाशील होते हैं।

धातु फ्लोराइडों की संरचनात्मक प्रगति
सोडियम फ्लोराइड, आयनिक	बिस्मथ पेंटाफ्लोराइड, बहुलक	रेनियम हेप्टाफ्लोराइड, आणविक

हाइड्रोजन

मुख्य लेख: Hydrogen fluoride, hydrofluoric acid

हाइड्रोजन हैलाइड्स और चैल्कोजेनाइड्स के क्वथनांक, जो हाइड्रोजन फ्लोराइड और पानी के लिए असामान्य रूप से उच्च मान दर्शाते हैं

हाइड्रोजन और फ्लोरीन मिलकर हाइड्रोजन फ्लोराइड बनाते हैं, जिसमें पृथक अणु हाइड्रोजन बंध द्वारा समूह (clusters) बनाते हैं, जो हाइड्रोजन क्लोराइड की तुलना में पानी के अधिक समान होते हैं। यह भारी हाइड्रोजन हैलाइड्स की तुलना में बहुत उच्च तापमान पर उबलता है और उनसे विपरीत, पानी के साथ मिश्रणीय (miscible) है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 812–816) हाइड्रोजन फ्लोराइड पानी के संपर्क में आने पर आसानी से जलयोजित होकर जलीय हाइड्रोजन फ्लोराइड बनाता है, जिसे हाइड्रोफ्लोरिक एसिड भी कहा जाता है। अन्य हाइड्रोहैलिक एसिडों के विपरीत, जो प्रबल अम्ल होते हैं, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड कम सांद्रता पर एक दुर्बल अम्ल होता है।(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 425) हालाँकि, यह कांच पर हमला कर सकता है, जो अन्य एसिड नहीं कर सकते।

अन्य अभिक्रियाशील अधातुएँ

क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड, जिसकी संक्षारक क्षमता एस्बेस्टस, कंक्रीट, रेत और अन्य अग्निरोधकों को प्रज्वलित कर देती है(Air Products and Chemicals, 2004, p. 1)

उपधातुओं (metalloids) और p-ब्लॉक अधातुओं के बाइनरी फ्लोराइड सामान्यतः सहसंयोजक और वाष्पशील होते हैं, जिनकी अभिक्रियाशीलता भिन्न-भिन्न होती है। आवर्त 3 और भारी अधातुएँ हाइपरवैलेंट फ्लोराइड बना सकती हैं।

बोरॉन ट्राइफ्लोराइड समतलीय होता है और इसमें अपूर्ण अष्टक (octet) होता है। यह लुईस अम्ल के रूप में कार्य करता है और अमोनिया जैसे लुईस क्षारों के साथ मिलकर एडक्ट बनाता है। कार्बन टेट्राफ्लोराइड चतुष्फलकीय और अक्रिय है; इसके समूह के अनुरूप, सिलिकॉन और जर्मेनियम टेट्राफ्लोराइड भी चतुष्फलकीय होते हैं लेकिन लुईस अम्ल के रूप में व्यवहार करते हैं।(Aigueperse et al., 2000, p. 423)(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 897) निक्टोजन (pnictogens) ऐसे ट्राइफ्लोराइड बनाते हैं जिनकी अभिक्रियाशीलता और क्षारीयता उच्च आणविक भार के साथ बढ़ती है, हालाँकि नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड जल-अपघटन (hydrolysis) का विरोध करता है और क्षारीय नहीं है। फास्फोरस, आर्सेनिक और एंटीमनी के पेंटाफ्लोराइड अपने संबंधित ट्राइफ्लोराइडों की तुलना में अधिक अभिक्रियाशील होते हैं, जिसमें एंटीमनी पेंटाफ्लोराइड सबसे मजबूत ज्ञात उदासीन लुईस अम्ल है, जो केवल गोल्ड पेंटाफ्लोराइड से पीछे है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 561–563)(Aigueperse et al., 2000, p. 432)

चैल्कोजेन (Chalcogens) के विविध फ्लोराइड होते हैं: ऑक्सीजन (ऑक्सीजन का +2 ऑक्सीकरण अवस्था वाला एकमात्र ज्ञात यौगिक), सल्फर और सेलेनियम के लिए अस्थिर डाइफ्लोराइड रिपोर्ट किए गए हैं; सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम के लिए टेट्राफ्लोराइड और हेक्साफ्लोराइड मौजूद हैं। बाद वाले अधिक फ्लोरीन परमाणुओं और हल्के केंद्रीय परमाणुओं द्वारा स्थिर होते हैं, इसलिए सल्फर हेक्साफ्लोराइड विशेष रूप से अक्रिय है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 638–640, 683–689, 767–778) क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन प्रत्येक मोनो-, ट्राई- और पेंटाफ्लोराइड बना सकते हैं, लेकिन संभावित इंटरहलोजन हेप्टाफ्लोराइड्स में से केवल आयोडीन हेप्टाफ्लोराइड को ही अभिलक्षित किया गया है।(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, pp. 435–436) इनमें से कई फ्लोरीन परमाणुओं के शक्तिशाली स्रोत हैं, और क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड का उपयोग करने वाले औद्योगिक अनुप्रयोगों में फ्लोरीन का उपयोग करने के समान ही सावधानियों की आवश्यकता होती है।(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 828–830)

उत्कृष्ट गैसें (Noble gases)

यह भी देखें: Noble gas compound

ये ज़ेनॉन टेट्राफ्लोराइड क्रिस्टल 1962 में खींचे गए थे। ज़ेनॉन हेक्साफ्लोरोप्लाटिनेट की तरह इस यौगिक के संश्लेषण ने कई रसायनज्ञों को आश्चर्यचकित कर दिया था।(Moeller, Bailar, Kleinberg, 1980, p. 236)

उत्कृष्ट गैसें, जिनके इलेक्ट्रॉन कोश पूर्ण होते हैं, ने 1962 तक अन्य तत्वों के साथ अभिक्रिया का विरोध किया, जब नील बार्टलेट ने ज़ेनॉन हेक्साफ्लोरोप्लाटिनेट के संश्लेषण की सूचना दी;(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, pp. 392–393) तब से ज़ेनॉन डाइफ्लोराइड, टेट्राफ्लोराइड, हेक्साफ्लोराइड, और कई ऑक्सीफ्लोराइड्स को अलग किया गया है।(Wiberg, Wiberg, Holleman, 2001, p. 395–397, 400) अन्य उत्कृष्ट गैसों में, क्रिप्टन एक डाइफ्लोराइड बनाता है,(Lewars, 2008, p. 68) और रेडॉन और फ्लोरीन एक ठोस उत्पन्न करते हैं जिसके रेडॉन डाइफ्लोराइड होने का संदेह है।(Lewars, 2008, p. 67) हल्की उत्कृष्ट गैसों के बाइनरी फ्लोराइड असाधारण रूप से अस्थिर होते हैं: आर्गन और हाइड्रोजन फ्लोराइड अत्यधिक परिस्थितियों में मिलकर आर्गन फ्लोरोहाइड्राइड देते हैं। हीलियम का कोई दीर्घकालिक फ्लोराइड नहीं है, और कोई नियॉन फ्लोराइड कभी नहीं देखा गया है;(Lewars, 2008, p. 71) हीलियम फ्लोरोहाइड्राइड को उच्च दबाव और कम तापमान पर मिलीसेकंड के लिए पहचाना गया है।

कार्बनिक यौगिक

बीकर में रंगीन पानी (ऊपर) और बहुत सघन परफ्लूरोहेप्टेन (नीचे) की अमिश्रणीय परतें; एक सुनहरी मछली और केकड़ा सीमा को पार नहीं कर सकते; क्वार्टर नीचे रखे हैं।

मुख्य लेख: Organofluorine chemistry

नाफियन की रासायनिक संरचना, जो ईंधन कोशिकाओं और कई अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाने वाला एक फ्लोरोपॉलिमर है(Hoogers, 2002, pp. 4–12)

कार्बन-फ्लोरीन बंध कार्बनिक रसायन का सबसे मजबूत बंध है, और यह ऑर्गनोफ्लोरीन को स्थिरता प्रदान करता है।(Siegemund et al., 2005, p. 444) यह प्रकृति में लगभग अनुपस्थित है, लेकिन कृत्रिम यौगिकों में उपयोग किया जाता है। इस क्षेत्र में अनुसंधान आमतौर पर व्यावसायिक अनुप्रयोगों द्वारा संचालित होता है; इसमें शामिल यौगिक विविध हैं और कार्बनिक रसायन विज्ञान में निहित जटिलता को दर्शाते हैं।

पृथक अणु

मुख्य लेख: Fluorocarbon, Perfluorinated compound

एक एल्केन में हाइड्रोजन परमाणुओं को उत्तरोत्तर अधिक फ्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित करने से कई गुण धीरे-धीरे बदल जाते हैं: गलनांक और क्वथनांक कम हो जाते हैं, घनत्व बढ़ जाता है, हाइड्रोकार्बन में घुलनशीलता कम हो जाती है और समग्र स्थिरता बढ़ जाती है। परफ्लूरोकार्बन, जिनमें सभी हाइड्रोजन परमाणु प्रतिस्थापित होते हैं, अधिकांश कार्बनिक विलायकों में अघुलनशील होते हैं, और परिवेशी परिस्थितियों में केवल तरल अमोनिया में सोडियम के साथ अभिक्रिया करते हैं।(Siegemund et al., 2005, pp. 451–452)

परफ्लूरोनेटेड यौगिक शब्द का उपयोग उन यौगिकों के लिए किया जाता है जो प्रकार्यात्मक समूह (functional group) की उपस्थिति के कारण परफ्लूरोकार्बन नहीं होते, जो अक्सर एक कार्बोक्सिलिक एसिड होता है। ये यौगिक परफ्लूरोकार्बन के साथ स्थिरता और जलविरागी (hydrophobicity) जैसे कई गुण साझा करते हैं, जबकि प्रकार्यात्मक समूह उनकी अभिक्रियाशीलता को बढ़ाता है, जिससे वे सतहों से चिपकने या सर्फेक्टेंट के रूप में कार्य करने में सक्षम होते हैं। फ्लोरोसर्फेक्टेंट, विशेष रूप से, पानी के पृष्ठ तनाव (surface tension) को उनके हाइड्रोकार्बन-आधारित अनुरूपों की तुलना में अधिक कम कर सकते हैं। फ्लोरोटेलोमर्स, जिनमें प्रकार्यात्मक समूह के पास कुछ अनफ्लूरोनेटेड कार्बन परमाणु होते हैं, उन्हें भी परफ्लूरोनेटेड माना जाता है।

पॉलिमर

पॉलिमर पृथक अणुओं में फ्लोरीन प्रतिस्थापन (हाइड्रोजन के लिए) द्वारा प्रदान की गई समान स्थिरता वृद्धि प्रदर्शित करते हैं; उनके गलनांक भी सामान्यतः बढ़ते हैं।(Carlson, Schmiegel, 2000, p. 3) पॉलीटेट्राफ्लूरोएथिलीन (PTFE), सबसे सरल फ्लोरोपॉलिमर और पॉलीएथिलीन का परफ्लूरो एनालॉग जिसकी संरचनात्मक इकाई –CF₂– है, इस परिवर्तन को अपेक्षित रूप से प्रदर्शित करता है, लेकिन इसका बहुत उच्च गलनांक इसे ढालना कठिन बनाता है।(Carlson, Schmiegel, 2000, pp. 3–4) विभिन्न PTFE डेरिवेटिव कम तापमान-सहिष्णु हैं लेकिन ढालने में आसान हैं: फ्लूरोनेटेड एथिलीन प्रोपलीन कुछ फ्लोरीन परमाणुओं को ट्राइफ्लूरोमिथाइल समूहों के साथ प्रतिस्थापित करता है, परफ्लूरोएल्कोक्सी एल्केन ट्राइफ्लूरोमेथॉक्सी समूहों के साथ ऐसा ही करते हैं,(Carlson, Schmiegel, 2000, pp. 3–4) और नाफियन में सल्फोनिक एसिड समूहों के साथ समाप्त होने वाली परफ्लूरोईथर साइड चेन होती हैं। अन्य फ्लोरोपॉलिमर कुछ हाइड्रोजन परमाणुओं को बनाए रखते हैं; पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड में PTFE के आधे फ्लोरीन परमाणु होते हैं और पॉलीविनाइल फ्लोराइड में एक चौथाई, लेकिन दोनों परफ्लूरोनेटेड पॉलिमर की तरह ही व्यवहार करते हैं।(Carlson, Schmiegel, 2000, p. 4)

उत्पादन

मौलिक फ्लोरीन और लगभग सभी फ्लोरीन यौगिक हाइड्रोजन फ्लोराइड या इसके जलीय घोल, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से उत्पादित होते हैं। हाइड्रोजन फ्लोराइड का उत्पादन किलन में फ्लोराइट (CaF₂) की सल्फ्यूरिक एसिड के साथ ऊष्माशोषी अभिक्रिया द्वारा किया जाता है:(Aigueperse et al., 2000)

CaF₂ + H₂SO₄ -> 2 HF(g) + CaSO₄

गैसीय HF को फिर पानी में अवशोषित या द्रवीकृत किया जा सकता है।

निर्मित HF का लगभग 20% उर्वरक उत्पादन का उप-उत्पाद है, जो हेक्साफ्लूरोसिलिसिक एसिड (H₂SiF₆) उत्पन्न करता है, जिसे तापीय रूप से और जल-अपघटन द्वारा HF छोड़ने के लिए निम्नीकृत किया जा सकता है:

H₂SiF₆ -> 2 HF + SiF₄

SiF₄ + 2 H₂O -> 4 HF + SiO₂

F₂ के लिए औद्योगिक मार्ग

प्रेस्टन में औद्योगिक फ्लोरीन सेल

मोइसन की विधि का उपयोग औद्योगिक मात्रा में फ्लोरीन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जो पोटेशियम बाइफ्लोराइड/हाइड्रोजन फ्लोराइड मिश्रण के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से होता है: हाइड्रोजन आयन स्टील कंटेनर कैथोड पर अपचयित (reduced) होते हैं और फ्लोराइड आयन कार्बन ब्लॉक एनोड पर ऑक्सीकृत (oxidized) होते हैं, 8-12 वोल्ट के तहत, क्रमशः हाइड्रोजन और फ्लोरीन गैस उत्पन्न करने के लिए।(Jaccaud et al., 2000, p. 386) तापमान बढ़ाए जाते हैं, KF•2HF का गलनांक 70 C होता है और इसे 70 – पर इलेक्ट्रोलिसिस किया जाता है। KF, विद्युत चालकता प्रदान करने का कार्य करता है, जो वस्तुतः गैर-चालक HF के इलेक्ट्रोलिसिस को सक्षम बनाता है।(Jaccaud et al., 2000, pp. 384–285)(Greenwood, Earnshaw, 1998, pp. 796–797) फ्लोरीन को स्टील सिलेंडरों में संग्रहित किया जा सकता है जिनके आंतरिक भाग निष्क्रिय (passivated) होते हैं, 200 C से नीचे के तापमान पर; अन्यथा निकल का उपयोग किया जा सकता है।(Jaccaud et al., 2000, pp. 384–385) रेगुलेटर वाल्व और पाइपवर्क निकल से बने होते हैं, बाद वाले में संभवतः मोनेल का उपयोग किया जाता है।(Jaccaud et al., 2000, pp. 390–391) बार-बार निष्क्रियकरण, पानी और ग्रीस के सख्त बहिष्कार के साथ, किया जाना चाहिए। प्रयोगशाला में, कांच के बर्तन कम दबाव और निर्जल परिस्थितियों में फ्लोरीन गैस ले जा सकते हैं;(Jaccaud et al., 2000, pp. 390–391) कुछ स्रोत इसके बजाय निकल-मोनेल-PTFE प्रणालियों की सलाह देते हैं।

प्रयोगशाला मार्ग

मोइसन की उपलब्धि की शताब्दी मनाने के लिए 1986 के सम्मेलन की तैयारी करते समय, कार्ल ओ. क्रिस्टे ने तर्क दिया कि रासायनिक फ्लोरीन उत्पादन संभव होना चाहिए क्योंकि कुछ धातु फ्लोराइड आयनों के कोई स्थिर उदासीन समकक्ष नहीं होते हैं; उनका अम्लीकरण संभावित रूप से ऑक्सीकरण को ट्रिगर करता है। उन्होंने एक विधि तैयार की जो उच्च उपज और वायुमंडलीय दबाव पर फ्लोरीन विकसित करती है:

2 KMnO₄ + 2 KF + 10 HF + 3 H₂O₂ -> 2 K₂MnF₆ + 8 H₂O + 3 O₂↑

2 K₂MnF₆ + 4 SbF₅ → 4 KSbF₆ + 2 MnF₃ + F₂↑

क्रिस्टे ने बाद में टिप्पणी की कि अभिकर्मक "100 से अधिक वर्षों से ज्ञात थे और मोइसन भी इस योजना के साथ आ सकते थे।" 2008 तक, कुछ संदर्भों ने अभी भी दावा किया कि फ्लोरीन किसी भी रासायनिक अलगाव के लिए बहुत अभिक्रियाशील था।

औद्योगिक अनुप्रयोग

मुख्य लेख: Fluorochemical industry

फ्लोराइट खनन, जो अधिकांश वैश्विक फ्लोरीन की आपूर्ति करता है, 1989 में अपने चरम पर था जब 5.6 मिलियन मीट्रिक टन अयस्क निकाला गया था। क्लोरोफ्लोरोकार्बन प्रतिबंधों ने इसे 1994 में 3.6 मिलियन टन तक कम कर दिया; उत्पादन तब से बढ़ रहा है। 2003 में लगभग 4.5 मिलियन टन अयस्क और US$550 मिलियन का राजस्व उत्पन्न हुआ; बाद की रिपोर्टों ने 2011 की वैश्विक फ्लोरोकेमिकल बिक्री $15 बिलियन आंकी और 2016-18 के उत्पादन आंकड़े 3.5 से 5.9 मिलियन टन, और कम से कम $20 बिलियन का राजस्व होने का अनुमान लगाया। झाग प्लवनशीलता (Froth flotation) खनन किए गए फ्लोराइट को समान अनुपात के दो मुख्य धातुकर्म ग्रेडों में अलग करती है: 60-85% शुद्ध मेटस्पार का उपयोग लगभग पूरी तरह से लोहा गलाने में किया जाता है जबकि 97%+ शुद्ध एसिडस्पार को मुख्य रूप से प्रमुख औद्योगिक मध्यवर्ती हाइड्रोजन फ्लोराइड में परिवर्तित किया जाता है।

द्रव्यमान प्रवाह के अनुसार फ्लोरोकेमिकल उद्योग का क्लिक करने योग्य आरेख

रूसी रेलवे पर SF₆ करंट ट्रांसफार्मर

यह भी देखें: Industrial gas

हर साल औद्योगिक रूप से कम से कम 17,000 मीट्रिक टन फ्लोरीन का उत्पादन किया जाता है। यूरेनियम या सल्फर हेक्साफ्लोराइड के रूप में इसकी लागत केवल $5-8 प्रति किलोग्राम है, लेकिन हैंडलिंग चुनौतियों के कारण एक तत्व के रूप में यह कई गुना अधिक है। बड़ी मात्रा में मुक्त फ्लोरीन का उपयोग करने वाली अधिकांश प्रक्रियाएँ ऊर्ध्वाधर एकीकरण (vertical integration) के तहत इन-सिटू (in situ) उत्पादन का उपयोग करती हैं।(Jaccaud et al., 2000, p. 392)

फ्लोरीन गैस का सबसे बड़ा अनुप्रयोग, जो सालाना 7,000 मीट्रिक टन तक खपत करता है, परमाणु ईंधन चक्र के लिए UF₆ की तैयारी में है। फ्लोरीन का उपयोग यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड को फ्लोरीनेट करने के लिए किया जाता है, जो स्वयं यूरेनियम डाइऑक्साइड और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से बनता है।(Jaccaud et al., 2000, p. 392) फ्लोरीन मोनोआइसोटोपिक है, इसलिए UF₆ अणुओं के बीच कोई भी द्रव्यमान अंतर ^{235}U या ^{238}U की उपस्थिति के कारण होता है, जो गैसीय प्रसार या गैस सेंट्रीफ्यूज के माध्यम से यूरेनियम संवर्धन को सक्षम बनाता है।(Jaccaud et al., 2000, p. 382) प्रति वर्ष लगभग 6,000 मीट्रिक टन अक्रिय परावैद्युत (dielectric) SF₆ के उत्पादन में जाता है, जिसका उपयोग उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर और सर्किट ब्रेकर के लिए किया जाता है, जिससे तेल से भरे उपकरणों से जुड़े खतरनाक पॉलीक्लोरीनेटेड बाइफिनाइल की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।(Aigueperse et al., 2000, p. 430) इलेक्ट्रॉनिक्स में कई फ्लोरीन यौगिकों का उपयोग किया जाता है: रासायनिक वाष्प जमाव (chemical vapor deposition) में रेनियम और टंगस्टन हेक्साफ्लोराइड, प्लाज्मा नक्काशी (plasma etching) में टेट्राफ्लूरोमीथेन(Jaccaud et al., 2000, pp. 391–392) और उपकरणों की सफाई में नाइट्रोजन ट्राइफ्लोराइड। फ्लोरीन का उपयोग कार्बनिक फ्लोराइड के संश्लेषण में भी किया जाता है, लेकिन इसकी अभिक्रियाशीलता अक्सर पहले इसे सौम्य ClF₃, BrF₃, या IF₅ में बदलने की आवश्यकता होती है, जो एक साथ अंशांकित फ्लोरीनीकरण (calibrated fluorination) की अनुमति देते हैं। फ्लोरीनेटेड फार्मास्यूटिकल्स इसके बजाय सल्फर टेट्राफ्लोराइड का उपयोग करते हैं।

अकार्बनिक फ्लोराइड

अन्य लौह मिश्र धातुओं की तरह, प्रत्येक मीट्रिक टन स्टील में लगभग 3 kg मेटस्पार मिलाया जाता है; फ्लोराइड आयन इसके गलनांक और श्यानता (viscosity) को कम करते हैं। इनेमल और वेल्डिंग रॉड कोट जैसी सामग्रियों में एक योजक के रूप में अपनी भूमिका के साथ, अधिकांश एसिडस्पार को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अभिक्रिया कराकर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड बनाया जाता है, जिसका उपयोग स्टील पिकलिंग, कांच की नक्काशी और एल्केन क्रैकिंग में किया जाता है। HF का एक-तिहाई हिस्सा क्रायोलाइट और एल्युमिनियम ट्राइफ्लोराइड के संश्लेषण में जाता है, जो दोनों एल्युमिनियम निष्कर्षण के लिए हॉल-हेरोल्ट प्रक्रिया में फ्लक्स हैं; गलाने वाले उपकरणों के साथ उनकी सामयिक अभिक्रियाओं के कारण पुनःपूर्ति आवश्यक हो जाती है। प्रत्येक मीट्रिक टन एल्युमिनियम के लिए लगभग 23 kg फ्लक्स की आवश्यकता होती है। फ्लोरोसिलिकेट्स दूसरा सबसे बड़ा हिस्सा खपत करते हैं, जिसमें सोडियम फ्लोरोसिलिकेट का उपयोग जल फ्लोराइडेशन और लॉन्ड्री अपशिष्ट उपचार में, और क्रायोलाइट और सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड के मार्ग में एक मध्यवर्ती के रूप में किया जाता है।(Aigueperse et al., 2000, p. 428) अन्य महत्वपूर्ण अकार्बनिक फ्लोराइड्स में कोबाल्ट, निकल, और अमोनियम के फ्लोराइड शामिल हैं।(Aigueperse et al., 2000, pp. 420–422)

कार्बनिक फ्लोराइड

ऑर्गनोफ्लोराइड्स खनन किए गए फ्लोराइट का 20% से अधिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड का 40% से अधिक खपत करते हैं, जिसमें रेफ्रिजरेंट गैसें हावी हैं और फ्लोरोपॉलिमर अपनी बाजार हिस्सेदारी बढ़ा रहे हैं। सर्फेक्टेंट एक छोटा अनुप्रयोग है लेकिन $1 बिलियन से अधिक का वार्षिक राजस्व उत्पन्न करता है। -150 C से ऊपर प्रत्यक्ष हाइड्रोकार्बन-फ्लोरीन अभिक्रियाओं से खतरे के कारण, औद्योगिक फ्लोरोकार्बन उत्पादन अप्रत्यक्ष है, मुख्य रूप से हलोजन विनिमय अभिक्रियाओं जैसे स्वार्ट्स फ्लोरीनीकरण के माध्यम से, जिसमें क्लोरोकार्बन क्लोरीन को उत्प्रेरकों के तहत हाइड्रोजन फ्लोराइड द्वारा फ्लोरीन के लिए प्रतिस्थापित किया जाता है। विद्युत रासायनिक फ्लोरीनीकरण हाइड्रोकार्बन को हाइड्रोजन फ्लोराइड में इलेक्ट्रोलिसिस के अधीन करता है, और फाउलर प्रक्रिया उन्हें कोबाल्ट ट्राइफ्लोराइड जैसे ठोस फ्लोरीन वाहकों के साथ उपचारित करती है।

रेफ्रिजरेंट गैसें

यह भी देखें: Refrigerant

हलोजेनेटेड रेफ्रिजरेंट, जिन्हें अनौपचारिक संदर्भों में फ्रिऑन्स कहा जाता है, को R-नंबरों द्वारा पहचाना जाता है जो मौजूद फ्लोरीन, क्लोरीन, कार्बन और हाइड्रोजन की मात्रा को दर्शाते हैं। क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFCs) जैसे R-11, R-12, और R-114 कभी ऑर्गनोफ्लोरीन पर हावी थे, जिनका उत्पादन 1980 के दशक में चरम पर था। एयर कंडीशनिंग सिस्टम, प्रणोदक (propellants) और विलायकों के लिए उपयोग किए जाने वाले, उनका उत्पादन व्यापक अंतरराष्ट्रीय निषेध के बाद 2000 के दशक की शुरुआत तक इस शिखर के दसवें हिस्से से नीचे था। हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन (HCFCs) और हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFCs) को प्रतिस्थापन के रूप में डिज़ाइन किया गया था; उनका संश्लेषण कार्बनिक उद्योग में 90% से अधिक फ्लोरीन की खपत करता है। महत्वपूर्ण HCFCs में R-22, क्लोरोडाइफ्लोरोमीथेन, और R-141b शामिल हैं। मुख्य HFC R-134a है, जिसमें HFO-1234yf नामक एक नए प्रकार का अणु, एक हाइड्रोफ्लोरोओलेफिन (HFO) है जो HFC-134a के 1% से कम अपनी ग्लोबल वार्मिंग क्षमता के कारण प्रमुखता प्राप्त कर रहा है।

पॉलिमर

फ्लोरोसर्फेक्टेंट-उपचारित कपड़े अक्सर हाइड्रोफोबिक होते हैं।

मुख्य लेख: Fluoropolymer

2006 और 2007 में लगभग 180,000 मीट्रिक टन फ्लोरोपॉलिमर का उत्पादन किया गया, जिससे प्रति वर्ष $3.5 बिलियन से अधिक का राजस्व उत्पन्न हुआ। 2011 में वैश्विक बाजार का अनुमान $6 बिलियन से थोड़ा कम था। फ्लोरोपॉलिमर केवल मुक्त कणों (free radicals) के पॉलिमराइजेशन द्वारा ही बनाए जा सकते हैं।(Carlson, Schmiegel, 2000, p. 3)

पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन (PTFE), जिसे कभी-कभी इसके ड्यूपॉन्ट (DuPont) नाम टेफ्लॉन से भी जाना जाता है, विश्व के फ्लोरोपॉलीमर उत्पादन का 60–80% द्रव्यमान (mass) बनाता है। इसका सबसे बड़ा अनुप्रयोग विद्युत इन्सुलेशन (electrical insulation) में है क्योंकि PTFE एक उत्कृष्ट परावैद्युत (dielectric) है। इसका उपयोग रासायनिक उद्योग में भी किया जाता है जहाँ संक्षारण प्रतिरोध (corrosion resistance) की आवश्यकता होती है, जैसे पाइपों, ट्यूबिंग और गास्केट की कोटिंग में। एक अन्य प्रमुख उपयोग स्टेडियम की छतों के लिए PTFE-लेपित फाइबरग्लास क्लॉथ (fiberglass cloth) में होता है। इसका प्रमुख उपभोक्ता अनुप्रयोग नॉन-स्टिक कुकवेयर (non-stick cookware) है। खिंची हुई PTFE फिल्म विस्तारित PTFE (ePTFE) बन जाती है, जो एक महीन छिद्रों वाली झिल्ली (membrane) है, जिसे कभी-कभी Gore-Tex ब्रांड नाम से जाना जाता है और इसका उपयोग रेनवेयर, सुरक्षात्मक परिधान, और फिल्टर के लिए किया जाता है; ePTFE फाइबर को सील और डस्ट फिल्टर में बदला जा सकता है। अन्य फ्लोरोपॉलीमर, जिनमें फ्लोरीनेटेड एथिलीन प्रोपलीन शामिल है, PTFE के गुणों की नकल करते हैं और इसके विकल्प के रूप में इस्तेमाल किए जा सकते हैं; वे अधिक ढलने योग्य (moldable) होते हैं, लेकिन अधिक महंगे भी होते हैं और उनकी तापीय स्थिरता कम होती है। दो अलग-अलग फ्लोरोपॉलीमर से बनी फिल्में सौर सेल में कांच की जगह लेती हैं।

रासायनिक रूप से प्रतिरोधी (लेकिन महंगे) फ्लोरीनेटेड आयनोमर (ionomers) का उपयोग इलेक्ट्रोकेमिकल सेल झिल्ली के रूप में किया जाता है, जिसका पहला और सबसे प्रमुख उदाहरण Nafion है। 1960 के दशक में विकसित, इसे शुरू में अंतरिक्ष यान में ईंधन सेल सामग्री के रूप में तैनात किया गया था और फिर इसने पारा-आधारित क्लोरलकली प्रक्रिया (chloralkali process) सेल की जगह ले ली। हाल ही में, ऑटोमोबाइल में प्रोटॉन एक्सचेंज मेम्ब्रेन (proton exchange membrane) ईंधन सेल स्थापित करने के प्रयासों के साथ ईंधन सेल अनुप्रयोग फिर से उभरा है। फ्लोरोइलास्टोमर (Fluoroelastomers) जैसे Viton मुख्य रूप से O-ring में उपयोग किए जाने वाले क्रॉसलिंक (crosslinked) फ्लोरोपॉलीमर मिश्रण हैं; परफ्लुओरोब्यूटेन (C₄F₁₀) का उपयोग अग्निशामक एजेंट के रूप में किया जाता है।(Slye, 2012, p. 10)

सर्फेक्टेंट्स

मुख्य लेख: Fluorinated surfactant, Durable water repellent

फ्लोरोसर्फेक्टेंट्स छोटे ऑर्गेनोफ्लोरीन अणु होते हैं जिनका उपयोग पानी और दाग-धब्बों को दूर करने के लिए किया जाता है। हालांकि महंगे (200–2000 डॉलर प्रति किलोग्राम पर फार्मास्यूटिकल्स के बराबर), उन्होंने 2006 तक 1 बिलियन डॉलर से अधिक का वार्षिक राजस्व अर्जित किया; अकेले Scotchgard ने 2000 में 300 मिलियन डॉलर से अधिक का राजस्व उत्पन्न किया। फ्लोरोसर्फेक्टेंट्स कुल सर्फेक्टेंट बाजार में अल्पसंख्यक हैं, जिसका अधिकांश हिस्सा बहुत सस्ते हाइड्रोकार्बन-आधारित उत्पादों द्वारा लिया जाता है। पेंट में अनुप्रयोग कंपाउंडिंग लागत से बोझिल हैं; 2006 में इस उपयोग का मूल्य केवल 100 मिलियन डॉलर था।

कृषि रसायन

लगभग 30% कृषि रसायनों (agrichemicals) में फ्लोरीन होता है, जिनमें से अधिकांश शाकनाशी (herbicides) और कवकनाशी (fungicides) हैं, साथ ही कुछ फसल नियामक (crop regulators) भी हैं। फ्लोरीन प्रतिस्थापन, आमतौर पर एक एकल परमाणु या अधिकतम एक ट्राइफ्लुओरोमेथिल समूह का, एक मजबूत संशोधन है जिसके प्रभाव फ्लोरीनेटेड फार्मास्यूटिकल्स के समान होते हैं: जैविक ठहरने का समय (biological stay time) में वृद्धि, झिल्ली पार करना, और आणविक पहचान में परिवर्तन। ट्राइफ्लुरलिन (Trifluralin) एक प्रमुख उदाहरण है, जिसका अमेरिका में खरपतवार नाशक के रूप में बड़े पैमाने पर उपयोग होता है, लेकिन यह एक संदिग्ध कार्सिनोजेन है और कई यूरोपीय देशों में प्रतिबंधित है। सोडियम मोनोफ्लुओरोएसीटेट (1080) एक स्तनधारी जहर है जिसमें एक सोडियम एसीटेट हाइड्रोजन को फ्लोरीन से बदल दिया जाता है; यह साइट्रिक एसिड चक्र में एसीटेट को बदलकर कोशिका चयापचय को बाधित करता है। 19वीं सदी के अंत में पहली बार संश्लेषित, इसे 20वीं सदी की शुरुआत में कीटनाशक के रूप में पहचाना गया था, और बाद में इसे इसके वर्तमान उपयोग में तैनात किया गया। न्यूजीलैंड, 1080 का सबसे बड़ा उपभोक्ता, इसका उपयोग आक्रामक ऑस्ट्रेलियाई कॉमन ब्रशटेल पॉसम से कीवी की रक्षा के लिए करता है। यूरोप और अमेरिका ने 1080 पर प्रतिबंध लगा दिया है।(Proudfoot, Bradberry, Vale, 2006)(Eisler, 1995)

औषधीय अनुप्रयोग

दंत चिकित्सा

पनामा में सामयिक फ्लोराइड उपचार

मुख्य लेख: Fluoride therapy, Water fluoridation, Water fluoridation controversy

20वीं सदी के मध्य से जनसंख्या अध्ययनों से पता चलता है कि सामयिक (topical) फ्लोराइड दंत क्षय (dental caries) को कम करता है। इसे पहले दांतों के इनेमल हाइड्रॉक्सीपैटाइट के अधिक टिकाऊ फ्लोरापैटाइट में रूपांतरण के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था, लेकिन पूर्व-फ्लोरीनेटेड दांतों पर किए गए अध्ययनों ने इस परिकल्पना का खंडन किया, और वर्तमान सिद्धांतों में फ्लोराइड का छोटे क्षय में इनेमल विकास में सहायता करना शामिल है। उन क्षेत्रों में बच्चों के अध्ययन के बाद जहाँ पीने के पानी में फ्लोराइड प्राकृतिक रूप से मौजूद था, दांतों की सड़न से लड़ने के लिए नियंत्रित सार्वजनिक जल आपूर्ति फ्लोरीकरण 1940 के दशक में शुरू हुआ और अब यह वैश्विक आबादी के 6 प्रतिशत की आपूर्ति करने वाले पानी पर लागू होता है, जिसमें दो-तिहाई अमेरिकी शामिल हैं। 2000 और 2007 में विद्वानों के साहित्य की समीक्षाओं ने जल फ्लोरीकरण को बच्चों में दांतों की सड़न में महत्वपूर्ण कमी के साथ जोड़ा। इस तरह के समर्थन और ज्यादातर सौम्य डेंटल फ्लोरोसिस के अलावा कोई प्रतिकूल प्रभाव न होने के सबूत के बावजूद, नैतिक और सुरक्षा आधारों पर विरोध अभी भी मौजूद है। फ्लोरीकरण के लाभ कम हो गए हैं, संभवतः अन्य फ्लोराइड स्रोतों के कारण, लेकिन कम आय वाले समूहों में अभी भी मापने योग्य हैं। सोडियम मोनोफ्लुओरोफॉस्फेट और कभी-कभी सोडियम या टिन(II) फ्लोराइड अक्सर फ्लोराइड टूथपेस्ट में पाए जाते हैं, जिन्हें पहली बार 1955 में अमेरिका में पेश किया गया था और अब विकसित देशों में सर्वव्यापी हैं, साथ ही फ्लोरीनेटेड माउथवॉश, जैल, फोम और वार्निश भी उपलब्ध हैं।

फार्मास्यूटिकल्स

फ्लुओक्सेटीन कैप्सूल

आधुनिक फार्मास्यूटिकल्स का बीस प्रतिशत हिस्सा फ्लोरीन युक्त है। इनमें से एक, कोलेस्ट्रॉल कम करने वाली दवा एटोरवास्टेटिन (Lipitor) ने 2011 में जेनेरिक होने तक किसी भी अन्य दवा की तुलना में अधिक राजस्व अर्जित किया। संयोजन अस्थमा प्रिस्क्रिप्शन सेरेटाइड (Seretide), जो 2000 के दशक के मध्य में शीर्ष दस राजस्व वाली दवाओं में से एक थी, में दो सक्रिय तत्व शामिल हैं, जिनमें से एक – फ्लुटिकासोन – फ्लोरीनेटेड है। कई दवाओं को निष्क्रियता में देरी करने और खुराक की अवधि को लंबा करने के लिए फ्लोरीनेट किया जाता है क्योंकि कार्बन-फ्लोरीन बंधन बहुत स्थिर होता है। फ्लोरीनेशन लिपोफिलिसिटी (lipophilicity) को भी बढ़ाता है क्योंकि यह बंधन कार्बन-हाइड्रोजन बंधन की तुलना में अधिक हाइड्रोफोबिक होता है, और यह अक्सर कोशिका झिल्ली प्रवेश और इसलिए जैव उपलब्धता (bioavailability) में मदद करता है।

ट्राइसाइक्लिक्स और 1980 के दशक से पहले की अन्य एंटीडिप्रेसेंट दवाओं में सेरोटोनिन लक्ष्य के अलावा अन्य न्यूरोट्रांसमीटर के साथ उनके गैर-चयनात्मक हस्तक्षेप के कारण कई दुष्प्रभाव थे; फ्लोरीनेटेड फ्लुओक्सेटीन चयनात्मक थी और इस समस्या से बचने वाली पहली दवाओं में से एक थी। कई वर्तमान एंटीडिप्रेसेंट को यही उपचार प्राप्त होता है, जिसमें चयनात्मक सेरोटोनिन रीअपटेक इनहिबिटर शामिल हैं: सिटालोप्राम, इसका एनैन्टीओमर एस्सिटालोप्राम, और फ्लुवोक्सामाइन तथा पैरोक्सेटीन। क्विनोलोन कृत्रिम ब्रॉड-स्पेक्ट्रम एंटीबायोटिक्स हैं जिन्हें अक्सर उनके प्रभावों को बढ़ाने के लिए फ्लोरीनेट किया जाता है। इनमें सिप्रोफ्लोक्सासिन और लेवोफ्लोक्सासिन शामिल हैं। फ्लोरीन का उपयोग स्टेरॉयड में भी होता है: फ्लूड्रोकोर्टिसोन एक रक्तचाप बढ़ाने वाला मिनरलोकॉर्टिकॉइड है, और ट्रायमिसिनोलोन तथा डेक्सामेथासोन मजबूत ग्लूकोकोर्टिकॉइड हैं। अधिकांश इनहेल्ड एनेस्थेटिक्स भारी रूप से फ्लोरीनेटेड होते हैं; प्रोटोटाइप हेलोथेन अपने समकालीनों की तुलना में बहुत अधिक निष्क्रिय और शक्तिशाली है। बाद के यौगिक जैसे फ्लोरीनेटेड ईथर सेवोफ्लुरेन और डेसफ्लुरेन हेलोथेन से बेहतर हैं और रक्त में लगभग अघुलनशील हैं, जिससे जागने का समय तेज हो जाता है।

PET स्कैनिंग

मुख्य लेख: Positron emission tomography

रेडियोधर्मी फ्लोरीन-18 के साथ टैग किए गए ग्लूकोज के साथ एक पूर्ण-शरीर {18}F PET स्कैन। सामान्य मस्तिष्क और गुर्दे इमेजिंग के लिए पर्याप्त ग्लूकोज लेते हैं। ऊपरी पेट में एक घातक ट्यूमर देखा जाता है। मूत्राशय में मूत्र में रेडियोधर्मी फ्लोरीन देखा जाता है।

फ्लोरीन-18 अक्सर पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी के लिए रेडियोधर्मी ट्रेसर में पाया जाता है, क्योंकि इसकी लगभग दो घंटे की अर्ध-आयु (half-life) उत्पादन सुविधाओं से इमेजिंग केंद्रों तक इसके परिवहन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त लंबी है। सबसे आम ट्रेसर फ्लुओरोडीऑक्सीग्लूकोज है जिसे, अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद, मस्तिष्क और अधिकांश घातक ट्यूमर जैसे ग्लूकोज-आवश्यक ऊतकों द्वारा लिया जाता है; कंप्यूटर-सहायता प्राप्त टोमोग्राफी का उपयोग विस्तृत इमेजिंग के लिए किया जा सकता है।

ऑक्सीजन वाहक

यह भी देखें: Blood substitute, Liquid breathing

तरल फ्लोरोकार्बन रक्त की तुलना में अधिक मात्रा में ऑक्सीजन या कार्बन डाइऑक्साइड धारण कर सकते हैं, और कृत्रिम रक्त तथा तरल श्वास में उनके संभावित उपयोगों के लिए ध्यान आकर्षित किया है। क्योंकि फ्लोरोकार्बन सामान्य रूप से पानी के साथ नहीं मिलते हैं, इसलिए उन्हें रक्त के रूप में उपयोग करने के लिए इमल्शन (पानी में निलंबित परफ्लुओरोकार्बन की छोटी बूंदें) में मिलाया जाना चाहिए। ऐसा ही एक उत्पाद, Oxycyte, प्रारंभिक नैदानिक परीक्षणों से गुजर चुका है। ये पदार्थ धीरज वाले एथलीटों की सहायता कर सकते हैं और खेलों में प्रतिबंधित हैं; 1998 में एक साइकिल चालक की लगभग मौत ने उनके दुरुपयोग की जांच को प्रेरित किया। शुद्ध परफ्लुओरोकार्बन तरल श्वास (जो शुद्ध परफ्लुओरोकार्बन तरल का उपयोग करता है, पानी का इमल्शन नहीं) के अनुप्रयोगों में जलने के शिकार लोगों और फेफड़ों की कमी वाले समय से पहले जन्मे बच्चों की सहायता करना शामिल है। आंशिक और पूर्ण फेफड़ों के भरने पर विचार किया गया है, हालांकि केवल पूर्व में ही मनुष्यों में कोई महत्वपूर्ण परीक्षण हुआ है। एलायंस फार्मास्यूटिकल्स के एक प्रयास ने नैदानिक परीक्षणों तक पहुंच बनाई लेकिन इसे छोड़ दिया गया क्योंकि परिणाम सामान्य उपचारों से बेहतर नहीं थे।

जैविक भूमिका

मुख्य लेख: Biological aspects of fluorine

फ्लोरीन मनुष्यों और अन्य स्तनधारियों के लिए आवश्यक नहीं है, लेकिन दंत इनेमल को मजबूत करने के लिए थोड़ी मात्रा में फायदेमंद माना जाता है (जहाँ फ्लोरापैटाइट का निर्माण इनेमल को शर्करा के जीवाणु किण्वन से उत्पन्न एसिड के हमले के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है)। फ्लोरीन की थोड़ी मात्रा हड्डियों की मजबूती के लिए फायदेमंद हो सकती है, लेकिन बाद वाला निश्चित रूप से स्थापित नहीं हुआ है।(Nielsen, 2009) WHO और यूएस नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज का इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिसिन दोनों फ्लोरीन की अनुशंसित दैनिक भत्ता (RDA) और ऊपरी सहनशील सेवन प्रकाशित करते हैं, जो उम्र और लिंग के साथ बदलता रहता है।(Olivares, Uauy, 2004)(Food and Nutrition Board)

प्राकृतिक ऑर्गेनोफ्लोरीन सूक्ष्मजीवों, पौधों(Gribble, 2002) और, हाल ही में, जानवरों में पाए गए हैं। सबसे आम फ्लोरोएसीटेट है, जिसका उपयोग अफ्रीका, ऑस्ट्रेलिया और ब्राजील में कम से कम 40 पौधों द्वारा शाकाहारी जीवों के खिलाफ रक्षा के रूप में किया जाता है।(Proudfoot, Bradberry, Vale, 2006) अन्य उदाहरणों में टर्मिनल रूप से फ्लोरीनेटेड फैटी एसिड, फ्लोरोएसीटोन, और 2-फ्लोरोसिट्रेट शामिल हैं। एक एंजाइम जो फ्लोरीन को कार्बन से बांधता है – एडेनोसिल-फ्लोराइड सिंथेस – 2002 में बैक्टीरिया में खोजा गया था।(O'Hagan et al., 2002)

विषाक्तता

मुख्य लेख: Biological aspects of fluorine#Hazards

मौलिक फ्लोरीन जीवित जीवों के लिए अत्यधिक विषाक्त है। मनुष्यों में इसके प्रभाव हाइड्रोजन साइनाइड के 50 ppm से कम सांद्रता पर शुरू होते हैं और क्लोरीन के समान होते हैं: 25 ppm से ऊपर आंखों और श्वसन प्रणाली में महत्वपूर्ण जलन के साथ-साथ यकृत और गुर्दे की क्षति होती है, जो फ्लोरीन के लिए जीवन और स्वास्थ्य के लिए तत्काल खतरनाक मान है। 100 ppm पर आंखें और नाक गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, और 1,000 ppm फ्लोरीन के साँस लेने से मिनटों में मृत्यु हो जाएगी, जबकि हाइड्रोजन साइनाइड के लिए यह 270 ppm है।

ज्ञानसन्दूक

Container only	yes
Hazards
Ghspictograms	GHS03GHS04GHS05GHS06GHS08
Ghssignalword	Danger
Hphrases	310+330
Nfpa-h	4
Nfpa-f	0
Nfpa-r	4
Nfpa-s	W+OX

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के जलने का पता एक दिन तक नहीं चल सकता है, जिसके बाद कैल्शियम उपचार कम प्रभावी होते हैं।

यह भी देखें: Chemical burn

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड हाइड्रोहेलिक एसिड में सबसे कमजोर है, जिसका 25°C पर pKa 3.2 है। शुद्ध हाइड्रोजन फ्लोराइड हाइड्रोजन बॉन्डिंग की उपस्थिति के कारण एक वाष्पशील तरल है, जबकि अन्य हाइड्रोजन हैलाइड गैसें हैं। यह कांच, कंक्रीट, धातुओं और कार्बनिक पदार्थों पर हमला करने में सक्षम है।

हाइड्रोफ्लोरिक एसिड एक संपर्क जहर है जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड जैसे कई मजबूत एसिड की तुलना में अधिक खतरे हैं, भले ही यह कमजोर हो: यह जलीय घोल में तटस्थ रहता है और इसलिए ऊतक में तेजी से प्रवेश करता है, चाहे साँस लेने, निगलने या त्वचा के माध्यम से, और 1984 से 1994 तक ऐसी दुर्घटनाओं में कम से कम नौ अमेरिकी श्रमिकों की मृत्यु हुई। यह रक्त में कैल्शियम और मैग्नीशियम के साथ प्रतिक्रिया करता है जिससे हाइपोकैल्सीमिया होता है और कार्डियक अतालता (cardiac arrhythmia) के माध्यम से संभावित मृत्यु हो सकती है। अघुलनशील कैल्शियम फ्लोराइड का निर्माण तेज दर्द को ट्रिगर करता है और 160 cm² (25 in²) से बड़े जलने से गंभीर प्रणालीगत विषाक्तता हो सकती है।

50% HF के लिए आठ घंटे तक और कम सांद्रता के लिए 24 घंटे तक एक्सपोजर स्पष्ट नहीं हो सकता है, और जलना शुरू में दर्द रहित हो सकता है क्योंकि हाइड्रोजन फ्लोराइड तंत्रिका कार्य को प्रभावित करता है। यदि त्वचा HF के संपर्क में आई है, तो इसे 10-15 मिनट तक पानी की धार के नीचे धोकर और दूषित कपड़ों को हटाकर क्षति को कम किया जा सकता है। कैल्शियम ग्लूकोनेट अक्सर इसके बाद लगाया जाता है, जो फ्लोराइड के साथ बांधने के लिए कैल्शियम आयन प्रदान करता है; त्वचा के जलने का इलाज 2.5% कैल्शियम ग्लूकोनेट जेल या विशेष rinsing समाधानों के साथ किया जा सकता है। हाइड्रोफ्लोरिक एसिड अवशोषण के लिए आगे के चिकित्सा उपचार की आवश्यकता होती है; कैल्शियम ग्लूकोनेट को इंजेक्ट किया जा सकता है या अंतःशिरा रूप से प्रशासित किया जा सकता है। कैल्शियम ग्लूकोनेट के स्थान पर कैल्शियम क्लोराइड - एक सामान्य प्रयोगशाला अभिकर्मक - का उपयोग करना निषिद्ध है, और इससे गंभीर जटिलताएं हो सकती हैं। प्रभावित अंगों को हटाने या विच्छेदन की आवश्यकता हो सकती है।

फ्लोराइड आयन

यह भी देखें: Fluoride toxicity

घुलनशील फ्लोराइड मध्यम रूप से विषाक्त होते हैं: 5-10 ग्राम सोडियम फ्लोराइड, या प्रति किलोग्राम शरीर द्रव्यमान 32-64 मिलीग्राम फ्लोराइड आयन, वयस्कों के लिए एक घातक खुराक का प्रतिनिधित्व करते हैं। घातक खुराक का पांचवां हिस्सा प्रतिकूल स्वास्थ्य प्रभावों का कारण बन सकता है, और पुरानी अतिरिक्त खपत कंकाल फ्लोरोसिस (skeletal fluorosis) का कारण बन सकती है, जो एशिया और अफ्रीका में लाखों लोगों को प्रभावित करती है, और बच्चों में, कम बुद्धिमत्ता का कारण बनती है। निगला गया फ्लोराइड पेट में हाइड्रोफ्लोरिक एसिड बनाता है जो आंतों द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाता है, जहाँ यह कोशिका झिल्ली को पार करता है, कैल्शियम के साथ जुड़ता है और मूत्र उत्सर्जन से पहले विभिन्न एंजाइमों के साथ हस्तक्षेप करता है। एक्सपोजर सीमाएं फ्लोराइड आयनों को साफ करने की शरीर की क्षमता के मूत्र परीक्षण द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

ऐतिहासिक रूप से, फ्लोराइड विषाक्तता के अधिकांश मामले अकार्बनिक फ्लोराइड युक्त कीटनाशकों के आकस्मिक सेवन के कारण हुए हैं। संभावित फ्लोराइड विषाक्तता के लिए जहर नियंत्रण केंद्रों के लिए अधिकांश वर्तमान कॉल फ्लोराइड युक्त टूथपेस्ट के सेवन से आते हैं। खराब जल फ्लोरीकरण उपकरण एक और कारण है: अलास्का में एक घटना ने लगभग 300 लोगों को प्रभावित किया और एक व्यक्ति की मृत्यु हो गई। छोटे बच्चों के लिए टूथपेस्ट से खतरे बढ़ जाते हैं, और रोग नियंत्रण और रोकथाम केंद्र (CDC) छह साल से कम उम्र के बच्चों को ब्रश करते समय पर्यवेक्षण करने की सलाह देता है ताकि वे टूथपेस्ट न निगलें। एक क्षेत्रीय अध्ययन ने 87 मामलों की कुल प्री-टीन फ्लोराइड विषाक्तता रिपोर्टों के एक वर्ष की जांच की, जिसमें कीटनाशक निगलने से एक मौत शामिल थी। अधिकांश में कोई लक्षण नहीं थे, लेकिन लगभग 30% में पेट दर्द था। अमेरिका भर में एक बड़े अध्ययन के समान निष्कर्ष थे: 80% मामलों में छह साल से कम उम्र के बच्चे शामिल थे, और कुछ ही गंभीर मामले थे।

पर्यावरणीय चिंताएं

वायुमंडल

मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल के बिना उत्तरी अमेरिका के ऊपर समताप मंडल ओजोन का नासा प्रक्षेपण

यह भी देखें: Ozone depletion, global warming

1987 में हस्ताक्षरित मॉन्ट्रियल प्रोटोकॉल ने क्लोरोफ्लोरोकार्बन (CFCs) और ब्रोमोफ्लोरोकार्बन पर उनकी ओजोन को नुकसान पहुंचाने की क्षमता (ODP) के कारण सख्त नियम निर्धारित किए। उच्च स्थिरता जो उन्हें उनके मूल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती थी, का मतलब यह भी था कि वे उच्च ऊंचाई तक पहुंचने तक विघटित नहीं हो रहे थे, जहाँ मुक्त क्लोरीन और ब्रोमीन परमाणु ओजोन अणुओं पर हमला करते थे। प्रतिबंध के बावजूद, और इसकी प्रभावकारिता के शुरुआती संकेतों के साथ, भविष्यवाणियों ने चेतावनी दी कि पूर्ण सुधार से पहले कई पीढ़ियां बीत जाएंगी। CFCs के ODP के दसवें हिस्से के साथ, हाइड्रोक्लोरोफ्लोरोकार्बन (HCFCs) वर्तमान प्रतिस्थापन हैं, और वे स्वयं 2030-2040 तक हाइड्रोफ्लोरोकार्बन (HFCs) द्वारा प्रतिस्थापन के लिए निर्धारित हैं जिनमें कोई क्लोरीन और शून्य ODP नहीं है। 2007 में इस तारीख को विकसित देशों के लिए 2020 तक आगे लाया गया था; संयुक्त राज्य पर्यावरण संरक्षण एजेंसी ने पहले ही 2003 में एक HCFC के उत्पादन पर प्रतिबंध लगा दिया था और दो अन्य के उत्पादन को सीमित कर दिया था। फ्लोरोकार्बन गैसें आमतौर पर ग्रीनहाउस गैसें होती हैं जिनका ग्लोबल-वार्मिंग क्षमता (GWP) लगभग 100 से 10,000 होता है; सल्फर हेक्साफ्लोराइड का मान लगभग 20,000 है।(Forster et al., 2007, pp. 212–213) एक आउटलेयर HFO-1234yf है जो हाइड्रोफ्लोरोओलेफिन (HFO) नामक एक नए प्रकार का रेफ्रिजरेंट है और वर्तमान रेफ्रिजरेंट मानक HFC-134a के 1,430 की तुलना में 1 से कम के GWP के कारण वैश्विक मांग को आकर्षित किया है।

जैविक दृढ़ता

परफ्लुओरोऑक्टेनसल्फोनिक एसिड, 2000 तक एक प्रमुख Scotchgard घटक(Schwarcz, 2004, p. 37)

मुख्य लेख: Biological aspects of fluorine#Biopersistence

ऑर्गेनोफ्लोरीन कार्बन-फ्लोरीन बंधन की मजबूती के कारण जैविक दृढ़ता (biopersistence) प्रदर्शित करते हैं। परफ्लुओरोअल्काइल एसिड (PFAAs), जो अपने अम्लीय कार्यात्मक समूहों के कारण पानी में कम घुलनशील हैं, उल्लेखनीय लगातार कार्बनिक प्रदूषक (persistent organic pollutants) हैं; परफ्लुओरोऑक्टेनसल्फोनिक एसिड (PFOS) और परफ्लुओरोऑक्टेनोइक एसिड (PFOA) पर सबसे अधिक शोध किया जाता है। PFAAs दुनिया भर में ध्रुवीय भालू से लेकर मनुष्यों तक ट्रेस मात्रा में पाए गए हैं, जिसमें PFOS और PFOA स्तन के दूध और नवजात शिशुओं के रक्त में रहने के लिए जाने जाते हैं। 2013 की एक समीक्षा ने भूजल और मिट्टी के PFAA स्तरों और मानवीय गतिविधियों के बीच एक मामूली संबंध दिखाया; एक रसायन के हावी होने का कोई स्पष्ट पैटर्न नहीं था, और PFOS की उच्च मात्रा PFOA की उच्च मात्रा से संबंधित थी। शरीर में, PFAAs सीरम एल्ब्यूमिन जैसे प्रोटीन से जुड़ते हैं; वे गुर्दे के माध्यम से उत्सर्जन से पहले यकृत और रक्त में मनुष्यों के भीतर केंद्रित होते हैं। शरीर में रहने का समय प्रजातियों के अनुसार बहुत भिन्न होता है, कृंतकों में दिनों की अर्ध-आयु के साथ, और मनुष्यों में वर्षों की। PFOS और PFOA की उच्च खुराक नवजात कृंतकों में कैंसर और मृत्यु का कारण बनती है लेकिन मानव अध्ययनों ने वर्तमान एक्सपोजर स्तरों पर कोई प्रभाव स्थापित नहीं किया है।

यह भी देखें

• आर्गन फ्लोराइड लेजर
• इलेक्ट्रोफिलिक फ्लोरीनेशन
• फ्लोराइड चयनात्मक इलेक्ट्रोड, जो फ्लोराइड सांद्रता को मापता है
• फ्लोरीन अवशोषण डेटिंग
• फ्लोरस केमिस्ट्री, कार्बनिक सॉल्वैंट्स से अभिकर्मकों को अलग करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया
• क्रिप्टन फ्लोराइड लेजर
• रेडिकल फ्लोरीनेशन

स्रोत

अनुक्रमित संदर्भ

CITEREFCarlsonSchmiegel2000 30em

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बाहरी कड़ियाँ

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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Fluorine" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Fluorine यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।