Fluor w stanie wolnym jest żółtozielonym gazem i występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki ${\mathrm{F}}_2$. Ten niemetal, ze względu na swoją dużą reaktywność, nie występuje w środowisku naturalnym w stanie wolnym. Jest pierwiastkiem należącym do grupy fluorowców, zlokalizowanych w 17. grupie układu okresowego. Cechuje go największa elektroujemnośćelektroujemnośćelektroujemność spośród wszystkich znanych pierwiastków. Naturalnie występuje w postaci jednego, stabilnego izotopuizotopizotopu ${}^{19}\mathrm{F}$, w takich minerałach jak:

• fluoryt ${\mathrm{CaF}}_2$:

  R1OYoHugLNyGF

  Ilustracja przedstawia zielony kryształ fluorytu, ma gładką powierzchnię oraz nie posiada połysku.

  

• kriolit ${\text{Na}}_3{\text{AlF}}_6$:

  R1JIF38Ealr0X

  Ilustracja przedstawia nieprzezroczysty, biały kryształ kriolitu o nieregularnej strukturze.

  

Fluor występuje w wodzie pitnej w postaci jonów fluorkowych (${\text{F}}^{-}$). Według listy naturalnych składników, obecnych w wodach mineralnych, opublikowanej w 2003 r. przez Komisję Europejską, maks. zawartość fluoru wynosi 5 $\frac{\mathrm{mg}}{{\mathrm{dm}}^3}$. W Polsce stężenie fluoru w wodzie przeznaczonej do spożycia i celów gospodarczych nie może przekraczać 1,5$\frac{\mathrm{mg}}{{\mathrm{dm}}^3}$. Źródłem tego pierwiastka w pokarmach i napojach są herbata czy ryby. Fluorki charakteryzują się dużą przyswajalnością – między 80% a 90%. Pełnią istotną rolę we wchłanianiu wapnia do kości, powodując tym samym tworzenie nowej tkanki kostnej, tak ważnej podczas leczenia złamań.

Średnia zawartość fluoru w organizmie człowieka wacha się w zależności od wieku. Zostało przyjęte, że optymalna ilość fluorków to 0,05 mg na 1 kg masy ciała. Jednak nadmierne spożycie fluoru wraz z wodą pitną może powodować fluorozę – chorobę, która objawia się białymi plamami na zębach, ale także pogrubieniem warstwy korowej kości i zwiększeniem gęstości istoty gąbczastej. Plamy występujące na szkliwie spowodowane są demineralizacją szkliwa, co wpływa na zwiększenie jego kruchości i twardości.

RxR92oGzt5MkL

Ilustracja przedstawia uzębienie człowieka. Na niektórych zębach znajdują się białe plamy.

Jednym z dodatków umieszczanych w paście do zębów, zawierających jony fluorkowe, jest monofluorofosforan sodu, który zapobiega próchnicy.

R1etzvSk6Nr72

Ilustracja przedstawia wzór elektronowy kreskowy monofluorofosforanu sodu. Dwa kationy sodu znajdują się w otoczeniu anionu, w którym do atomu fosforu przyłączone są poprzez wiązania pojedyncze atom fluoru i dwa atomy tlenu z indeksami minus. Dodatkowo przyłączony jest atom tlenu poprzez wiązanie podwójne

Zazwyczaj na opakowaniu pasty jest podane stężenie fluoru, np. 1450 ppm ${\text{F}}^{-}$. Co to właściwie jest ppmppmppm? Inaczej sposób zapisu, który oznacza stosunek danej liczby do
1 000 000. Liczby te muszą być wyrażone w tych samych jednostkach (z ang. ppm to part per milion). Dla pasty do zębów wartość 1450 ppm ${\text{F}}^{-}$ oznacza tyle, że: w 1 000 000 g pasty znajduje się 1450 g jonów fluorkowych albo w 1 000 000 mg pasty do zębów znajduje się 1450 mg jonów fluorkowych. Dzięki umiejętności odczytu ppm możemy policzyć, że w 100 g pasty znajduje się 145 mg jonów fluorkowych.

Fluor obecny jest także w medycynie, m.in. w środkach anestetycznychanestetykiśrodkach anestetycznych stosowanych podczas operacji do znieczulenia ogólnego. W medycynie znajduje zastosowanie promieniotwórczy izotop fluoru ${}^{18}\mathrm{F}$. Powstaje on w wyniku bombardowania izotopu tlenu ${}^{18}\mathrm{O}$ protonami. Powstały w tej reakcji fluor ${}^{18}\mathrm{F}$ rozpada się z emisją pozytonu (promieniowania βbetaIndeks górny +⁺) z powrotem do izotopu tlenu ${}^{18}\mathrm{O}$.

Związki, które zawierają izotop fluoru ${}^{18}\mathrm{F}$, są stosowane w diagnostyce medycznej. Jednym z nich jest 2‑deoksy‑2-fluoro‑D-glukoza.

RL7XNHPZxzM50

Ilustracja przedstawia wzór cukru w formie cyklicznej. W strukturze występuje pierścień sześcioczłonowy, w którym występuje jeden atom tlenu, a pozostałe to atomy węgla. Każdy atom węgla ma podstawniki, przyłączone są atomy wodoru, grupy hydroksylowe, jedna grupa $${\mathrm{C}\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\mathrm{H}$$. Jeden z atomów węgla jest podstawiony izotopem fluoru 18F.

RevJhd11w9oIG1

Ilustracja przedstawia obraz PET mózgu. Ma czerwone i żółte obszary w zewnętrznej części i niebieskie wewnątrz.

Związek ten jest pochodną glukozy, w której jedna grupa hydroksylowa została zastąpiona izotopem fluoru‑18. Ze względu na to, że obie cząsteczki są do siebie bardzo podobne, zmodyfikowana cząsteczka cukru może bez problemu wnikać do wnętrza komórek. Ma to ogromne znaczenie w wykrywaniu nowotworów. Komórki nowotworowe namnażają się niezwykle intensywnie, w wyniku czego potrzebują dużo energii, która jest dostarczana przez cząsteczki cukru. Emitowane przez cząsteczki zmodyfikowanego cukru promieniowanie pozytonowe jest wykorzystywane w technice diagnostycznej PETPETPET (pozytonowa tomografia emisyjna) do obrazowania czy badania funkcjonowania tkanek.

Fluor w nadmiernym stężeniu działa toksycznie na organizm ludzki. Wskaźnik LDIndeks dolny 50₅₀ jest wskaźnikiem dawki śmiertelnej, która dla fluorku sodu wynosi 52 mg na 1 kg masy ciała.

Podsumowując, fluor jest potrzebny do funkcjonowania naszemu organizmowi. Należy do mikroelementów, jednak – jak w przypadku większości substancji – jego nadmiar może okazać się śmiertelny.

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna. Cząstki, materia, reakcje, Warszawa 2004, s. 951‑968.

Encyklopedia PWN