非金属元素との化合物は多くが孤立分子であり、一般に非イオン性のハロゲン化物は分子間力が弱く高い揮発性を持つが、原子量の小さいフッ化物は揮発性が顕著に現れる。
典型金属元素のフッ化物は,一般に低融点の典型的なイオン結晶である。アルカリ金属,銀,スズのフッ化物は水溶性を示す。一方、リチウム、アルカリ土類金属,希土類元素などとの化合物の多くは水に難溶である。すなわちイオン半径が小さいフッ化物イオンは配位する水分子も他のハロゲンイオンよりも少ない。それゆえイオン結合性が著しく強固な場合にはイオンの水和エネルギーより結晶の格子エネルギーのほうが大きくなり、結晶はかえって水に難溶または不溶となる[7]。
フッ化物イオンはHSAB理論では極めて硬いルイス塩基と考えられている。一方、 酸化数の高い非金属元素および金属元素とはBF4-,SiF6-,TaF72-などのようなフルオロ錯体を生ずる[1]。すなわち酸化数か高い元素のフッ化物は中心元素の空の軌道が多くなり、フッ素原子からの電子受容体になりやすい。その為、共有結合を形成しやすくなる場合もある。たとえば、UF4はイオン結合性だが UF6は共有結合性である[7]。
ほとんどのフッ素化物は極めて安定であるが、イオン性フッ素化物は濃硫酸と熱すると分解してフッ化水素を生ずる[1]。
一般的なポリマーは主に炭素と水素から構成されているが、水素をフッ素に置き換えると全く性質の異なるポリマーが得られる。代表的なフッ素化ポリマーであるポリテトラフルオロエチレン(PTFE、テフロン)は、撥水性・耐薬品性・耐熱性などに優れた材料として広範囲に使用されている。家庭ではフライパンの表面のコーティングに用いられている。また、フッ素化ポリマーは近赤外領域の透過性が高いため、光ファイバーの材料としても利用されつつある。
フッ素の化合物の一種であるフロン(商品名フレオン)は冷媒として広く使われていた。しかし、塩素原子を含む一部のフロンはオゾン層を破壊することが判明したため、塩素原子を含まない代替フロンやフロン以外の冷媒が使用されるようになった。
絶縁性気体としてフッ化物の六フッ化硫黄が使われる。絶縁性能に優れ、主に容量の大きな電力機器で使われている。
フッ化物はウラン235と238の混合物から、核物質として有用なウラン235を分離・濃縮する際に用いられる[8]。マンハッタン計画などにおいては原子爆弾製造のため、より効率的なフッ素製造法の発見・確立に力が注がれた[9]。
歯磨剤へのフッ化ナトリウムやモノフルオロリン酸ナトリウムの配合[10]、低濃度フッ化ナトリウム溶液による集団洗口(うがい)、歯科医師・歯科衛生士による2%フッ化ナトリウム溶液の塗布がう蝕予防を期待して行われている。また北アメリカとオーストラリアでは水道水へのフッ化物添加にも利用されている。
フッ素の毒性については外部リンクを参照
出典^ a b c 長倉三郎ら(編)、「フッ化物」、『岩波理化学辞典』、第5版 CD-ROM版、岩波書店、1998年。
^ a b Cotton, F. A.; Wilkinson,G.; Murillo, C. A.; Bochmann, M. (1999). Advanced Inorganic Chemistry (6th ed), pp. 553?558. Wiley: New York. ISBN 0-471-19957-5
^ K.O.Christe et al,J.Am.Chem.Soc.,1990, 112,7619.
^ T.G.Richmond et al, J.Am.Chem.Soc.,1994,116,11165.
^ K.Seppelt et al,Chem.Eur.J.,1995,1,261.
^ N.Doherty and N.W.Hoffman, Chem.Rev.,1991,91,553.
^ a b 大滝 仁志、「ハロゲン化物」、『世界大百科辞典』、CD-ROM版、平凡社、1998年。
^ 『 高校数学でわかるシュレディンガー方程式』(2005年)竹内 淳 ISBN 4062574705
^ 『千の太陽よりも明るく?原爆を造った科学者たち』(2000年)ロベルト・ユンク ISBN 4582763626