Continuamos hoy nuestro recorrido por la tabla periódica de Conoce tus elementos, en la que descubrimos el origen, peculiaridades y utilidades de cada elemento químico. Hoy nos dedicaremos al flúor. Si te aburre la química y piensas que el flúor no tiene mucho interés, sigue leyendo, porque te aseguro que no hay nada más lejos de la realidad.

En la entrada anterior hablamos acerca del oxígeno, e hicimos énfasis en que era un oxidante fortísimo. De hecho, sólo hay un elemento químico más electronegativo que el oxígeno; el elemento más reactivo de todos, el más electronegativo de todos, y uno de los más peligrosos - el flúor. ¡Ojito con el flúor!

El flúor es el elemento de número atómico 9. Esto quiere decir, por supuesto, que su núcleo tiene 9 protones (recuerda que ese número es el que identifica a un elemento - cualquier cosa con 9 protones en el núcleo es flúor) y, salvo que se encuentre ionizado, tiene 9 electrones alrededor del núcleo. Espero que recuerdes de anteriores entradas de la serie que la primera capa electrónica puede contener dos electrones, y la segunda capa puede contener ocho: de modo que el flúor tiene la primera capa completa, y 7 electrones en la segunda capa. ¡Sólo le falta uno para estar completa!

Ahí está la clave de la cuestión: el flúor sólo necesita un electrón más para ser estable (el oxígeno necesitaba dos), y es un átomo tan pequeño que sus electrones están muy unidos al núcleo, pues están muy cerca de los protones. Estas dos características atómicas hacen que el flúor tenga auténtica “hambre de electrones”. Como decimos, no hay otro elemento tan reactivo y tan ávido de electrones como él. ¡Incluso reacciona con los gases nobles, que no reaccionan con nadie!

Por esta razón, el flúor no fue identificado como un elemento químico hasta hace muy poco tiempo: es tan reactivo que enseguida forma compuestos con casi cualquier cosa que se ponga por delante, en casi cualquier situación.

El primero en iniciar el camino hacia el descubrimiento del flúor fue el alemán Georgius Agricola (llamado “el padre de la mineralogía”), que hacia 1530 estudió detalladamente una roca llamada fluorita. Hoy sabemos que la fluorita es fluoruro de calcio, CaF2. Agricola observó que esta roca se fundía muy fácilmente (de hecho, su nombre proviene del latín fluere, “fluir”, porque puede hacerse fluir al calentarla), y describió su utilidad como fundente, es decir, como sustancia utilizada para fundir metales o minerales juntos.

Fluorita. Foto de Ryan Bushby, Creative Commons Attribution 2.5.

Pero aún faltarían siglos hasta que los químicos lograran extraer los secretos de la fluorita: muchos de ellos estaban muy interesados, no en la roca en sí, sino en un ácido obtenido de ella, el ácido fluorhídrico. Scheele, Humphry Davy, Gay-Lussac, Lavoisier, Thenard… casi todos los grandes de la química de los siglos posteriores a Agricola experimentaron con el fluorhídrico, pero ninguno de ellos fue consciente del corrosivo elemento que había en él.

Desde luego, los químicos no eran tontos: pronto se dieron cuenta de que ese ácido contenía un elemento no descubierto hasta entonces, y en ese momento redoblaron sus esfuerzos para aislarlo…y muchos murieron.

Sí, murieron: como hemos dicho, el flúor es el oxidante más fuerte que existe y, como consecuencia, es extraordinariamente corrosivo. Es tan reactivo que es difícil de imaginar: si sueltas gotas de agua en un chorro de flúor gaseoso, **¡el agua “arde” con una llama brillante! **Muchos químicos intentaron aislar el elemento a partir del ácido fluorhídrico, y la mayor parte de ellos sufrieron terribles heridas o murieron. Estos químicos reciben el nombre colectivo de “mártires del flúor”.

Después de unos 74 años de químicos que habían quedado quemados, ciegos o muertos por este letal elemento, el francés Ferdinand Frederick Henri Moissan consiguió aislarlo y no perecer en el intento (aunque murió de apendicitis cuando sólo tenía 54 años). Moissan fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1906 por su hazaña.

Por cierto, su sistema es fundamentalmente el mismo que se usa hoy en día para obtener flúor: la electrólisis del fluoruro de hidrógeno. La clave de su éxito es que Moissan enfriaba el recipiente (que, para empezar, era de platino, un metal muy poco reactivo) a 50 grados bajo cero. Como sabes, cuanto menor es la temperatura más lentamente se producen las reacciones químicas.

Hoy en día, cuando se produce flúor elemental, hace falta contenerlo en una atmósfera inerte, y con materiales pasivizados - y, aún así, no se mantiene puro mucho tiempo. En general, es mejor producirlo poco tiempo antes de utilizarlo. Y, desde luego, manternerse bien lejos de él - repetimos, ¡ojito con el flúor!

En cualquier caso, ¿cómo es el flúor puro, cuando conseguimos verlo? Es un gas diatómico, F2, de color marrón amarillento:

Desde luego, si te encuentras en una habitación en la que hay flúor gaseoso concentrado, estás muerto: prácticamente cualquier materia orgánica en un gas de flúor se oxida a una velocidad gigantesca, desprendiendo muchísimo calor. Basicamente, prenderías como una antorcha - incluso el agua de tu cuerpo se “quemaría” a gran velocidad con el flúor.

Pero es que no sólo el elemento puro es peligroso: el ácido fluorhídrico es una substancia letal. Como muchos otros ácidos, produce quemaduras sobre la piel, pero es que el fluorhídrico tiene características aún más insidiosas: para empezar, si la concentración no es demasiado grande, los efectos no se notan hasta pasado cierto tiempo (hasta 24 horas), con lo que puedes ni darte cuenta de que te está quemando.

Además, las quemaduras de ácido fluorhídrico son particularmente profundas, porque es capaz de atravesar capas de tejido adiposo mucho más eficazmente que otros (como el sulfúrico). La exposición del 2.5% de la piel de una persona al ácido fluorhídrico es suficiente para matarla.

De modo que, si te estabas preguntando cosas como ¿por qué nuestro cuerpo usa el oxígeno como oxidante si el flúor es mejor oxidante?, ya sabes la respuesta. El flúor puro, cuanto más lejos, mejor, lo mismo que el ácido fluorhídrico.

Pero, ¿y la pasta de dientes? ¿No deberíamos estar todos muertos?, puedes estar preguntándote. La pasta de dientes no contiene flúor elemental: contiene una sal de flúor, normalmente fluoruro sódico. La cuestión está en que ahí, el flúor ya ha conseguido el electrón que necesita, del sodio, de modo que no tiene razones para reaccionar con nada más, y no es peligroso. De hecho, el fluoruro de sodio ayuda a formar fluoroapatita en los dientes, un constituyente del esmalte dental - por eso está en la pasta de dientes.

¿Para qué se usa el flúor entonces? Pues, para empezar, justo para lo que es mejor que cualquier otra cosa: para corroer casi cualquier material. Se usa, por ejemplo, para grabar semiconductores con enorme precisión, y también para grabar sobre cristal.

También se utiliza flúor puro para producir compuestos que contienen este elemento, como uno muy útil por lo resbaladizo que es (aunque hay alguna preocupación por su salubridad): el politetrafluoroetileno, que conocemos con su nombre comercial de Teflón, y que usamos en las sartenes.

Como reacciona con casi todo, hay una miríada de compuestos del flúor (ya hemos hablado del fluoruro de sodio), y muchos de ellos son útiles. Los fluoroclorohidrocarburos se usan en los sistemas de refrigeración, el hexafluoroaluminato de sodio (criolita) se usa en la electrólisis del aluminio, el propio fluoruro de sodio en grandes concentraciones se utiliza como insecticida…

De hecho, hace meses ya hablamos de un compuesto del flúor que es muy útil justo por tener la propiedad contraria al flúor: el hexafluoruro de azufre, SF6, un gas muy inerte que además tiene la peculiaridad de que es transparente y muy denso. Puedes ver un video interesante sobre el hexafluoruro de azufre en el artículo al que me refiero.

De manera que el flúor, lejos de ser “lo que hay en la pasta de dientes”, es uno de los elementos más fascinantes que conocemos. Y uno de los más peligrosos - justo al contrario que el siguiente de la serie, el elemento de 10 protones: el neón.