[スポンサーリンク]

元素

フッ素 Fluorine -水をはじく?歯磨き粉や樹脂への応用

[スポンサーリンク]

 猛毒の気体から単離されたフッ素。水や油をはじくテフロン樹脂に利用されているほか、医薬品の重要な置換基でも有り、多種多様な利用があります。

 

フッ素の基本物性データ

分類 ハロゲン
原子番号・原子量 (18.9984)
電子配置 2s22p5
密度 1.696kg/m3
融点  –219.62℃
沸点 –188.14℃
硬度
色・形状 淡黄色・気体
存在度 地球 950ppm、宇宙843ppm
クラーク数  0.03%(17位)
発見者 ジョセフ・アンリ・モアッサン(1886年)
主な同位体 19F(100%)
用途例 フッ素樹脂(テフロンなど)、歯磨き剤(NaF)、冷媒(フロン)、医薬品(有機フッ素化合物)
前後の元素 酸素ーフッ素ーネオン

単離が困難で反応性が高い元素

自然界には蛍石(フッ化カルシウム:CaF2)や氷晶石(Na3AlF3)などのフッ素化合物が存在します。このようなフッ素化合物は、シェーレらによっても発見されていましたが、フッ素字体の単離は非常に困難を極めました。その理由は、単体のフッ素が毒性が高く、非常に危険な物質であったためです。

2016-06-13_05-26-16

 

1886年にフランスの化学者モアッサンが、フッ化カリウム(KF)をフッ化水素(HF)に溶かし、それを電気分解することでようやくフッ素の単離に成功しました。フッ素は電気陰性度が元素の中で最も大きく、ヘリウムとネオン以外のすべての元素と反応する非常に反応性の高い元素です。

 

ジョセフ・アンリ・モアッサン

2016-06-13_05-27-34

1852–1907年。フランスの化学者。パリ大学教授。多くの化学者が挑戦し失敗したフッ素の単離に成功。しかし、その実験中に片目を失明した。この他、3500℃という高温まで加熱することができる炭素電極を用いたアーク式電気炉の開発者としても知られている。フッ素単離の功績により、1906年ノーベル化学賞を受賞した。

 

虫歯を予防するフッ素

フッ素(正確にはフッ化物。フッ素のナトリウム塩。フッ化ナトリウム)は現在売られているほとんどの歯磨き剤の中に入っています。虫歯予防、すなわち歯質と歯垢細菌に対して効果があるといわれているからです。歯の表面に作用し、虫歯菌の作る酸に溶けにくい抵抗性のある歯質にします。

また、虫歯の極初期では、フッ素が再石灰化を促進し、酸に溶けた部分のエナメル質を補修し、耐酸性を向上させます。

もっとも、フッ素は日常の食べ物にたくさん含まれています。特に日本食にはフッ素が豊富です。高濃度のフッ素は体に害があるため、食事とは別にフッ素を取ることはかえって体によくないという意見もあります。また食べたからといって虫歯になりにくいなんてことはありません。

フッ素をよく含む食品(これら以外にも多くの食品に含まれている)

フッ素をよく含む食品(これら以外にも多くの食品に含まれている)

 

 

水や汚れをはじくテフロンコーティング

テフロンは米国デュポン社の登録商標で、ポリテトラフルオロエチレン(フッ素樹脂の一種)です。構造的には、食品容器や放送用フィルムで使われているポリエチレン(エチレンが重合したもの)の水素が、すべてフッ素原子に置き換わった構造をしています。フッ素原子が隙間なく埋め尽くす構造が他の分子を寄せ付けないのです。また炭素とフッ素の原子間結合力が大きいため、相対的に相手分子とのくっつきやすさ(分子間力)が小さくなります。つまり、分子間力が小さいため滑りやすく、ものがくっつきません。それ以外にも熱に強い、耐腐食性、耐摩耗性があるなどさまざまな特徴があります。

テフロン加工のフライパンは焦げ付きにくく、水や汚れを弾くので洗うのも簡単です。それ以外にも、水を弾く傘、キャンプや建築用のテントなどにも、テフロン加工がなされています。

2016-06-13_05-48-01

医薬品にも含まれる

フッ素は医薬品にもよくみられる元素です。実に市販の医薬品の30%近くにフッ素がはいっており、大活躍。フッ素は水素と原子半径が近いにも関わらず、電気陰性度が全く異なり、かつ安定であるという性質をもっているため、医薬品候補化合物の改善に効果的です。

 

2016-06-13_06-00-44

フッ素を含む医薬品の代表例

 

フッ素に関するケムステ記事

関連書籍

 

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. 「元素戦略プロジェクト」に関する研究開発課題の募集について
  2. 【速報】新元素4つの名称が発表:日本発113番元素は「ニホニウム…
  3. 化学反応を起こせる?インタラクティブな元素周期表
  4. 【予告】ケムステ新コンテンツ「元素の基本と仕組み」
  5. 希少金属
  6. いつ、どこで体内に 放射性物質に深まる謎
  7. 水素 Hydrogen -最も基本的な元素で、燃料電池の原料
  8. 元素生活 完全版

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 研究動画投稿で5000ユーロゲット?「Science in Shorts」
  2. 200MHzのNMRが持ち歩けるって本当!?
  3. ベックマン開裂 Beckmann Fragmentation
  4. 日本化学会がプロモーションムービーをつくった:ATP交流会で初公開
  5. 当量と容器サイズでヒドロアミノアルキル化反応を制御する
  6. ライオン、フッ素の虫歯予防効果を高める新成分を発見
  7. 材料開発の未来とロードマップ -「人の付加価値を高めるインフォマティクスとロボティクス」-
  8. 有機化学美術館へようこそ ~分子の世界の造形とドラマ
  9. 機械的力で Cu(I) 錯体の発光強度を制御する
  10. 中性ケイ素触媒でヒドロシリル化

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2016年6月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

注目情報

最新記事

期待度⭘!サンドイッチ化合物の新顔「シクロセン」

π共役系配位子と金属が交互に配位しながら環を形成したサンドイッチ化合物の合成が達成された。嵩高い置換…

塩基が肝!シクロヘキセンのcis-1,3-カルボホウ素化反応

ニッケル触媒を用いたシクロヘキセンの位置および立体選択的なカルボホウ素化反応が開発された。用いる塩基…

中国へ行ってきました 西安・上海・北京編①

2015年(もう8年前ですね)、中国に講演旅行に行った際に記事を書きました(実は途中で断念し最後まで…

アゾ重合開始剤の特徴と選び方

ラジカル重合はビニルモノマーなどの重合に用いられる方法で、開始反応、成長反応、停止反応を素反応とする…

先端事例から深掘りする、マテリアルズ・インフォマティクスと計算科学の融合

開催日:2023/12/20 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影…

最新の電子顕微鏡法によりポリエチレン分子鎖の向きを可視化することに成功

第583回のスポットライトリサーチは、東北大学大学院 工学研究科 応用化学専攻 陣内研究室の狩野見 …

\脱炭素・サーキュラーエコノミーの実現/  マイクロ波を用いたケミカルリサイクル・金属製錬プロセスのご紹介

※本セミナーは、技術者および事業担当者向けです。脱炭素化と省エネに貢献するモノづくり技術の一つと…

【書籍】女性が科学の扉を開くとき:偏見と差別に対峙した六〇年 NSF(米国国立科学財団)長官を務めた科学者が語る

概要米国の女性科学者たちは科学界のジェンダーギャップにどのように向き合い,変えてきたのか ……

【太陽ホールディングス】新卒採用情報(2025卒)

■■求める人物像■■「大きな志と好奇心を持ちまだ見ぬ価値造像のために前進できる人…

細胞代謝学術セミナー全3回 主催:同仁化学研究所

細胞代謝研究をテーマに第一線でご活躍されている先生方をお招きし、同仁化学研究所主催の学術セミナーを全…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP