Есть
в органической химии класс соединений, получивший название
углеводородов. Это действительно углеводороды — в их молекулах, кроме
атомов углерода и водорода, больше ничего нет. Типичные наиболее
известные их представители — метан (он составляет примерно 95 процентов
природного газа), а из жидких углеводородов — нефть, из которой получают
различные сорта бензинов, смазочных масел и много других ценных
продуктов.
Возьмем самый простейший из углеводородов, метан СН4. Что получится, если атомы водорода в метане заместить на атомы кислорода? Углекислый газ CO2. А если на атомы серы? Легколетучая ядовитая жидкость, сернистый углерод CS2.
Ну, а если мы заместим все атомы водорода на атомы хлора? Тоже получим
известное вещество: четыреххлористый углерод. А если вместо хлора взять
фтор?
На этот вопрос еще три десятка лет
назад мало кто мог ответить что-либо вразумительное. Однако в наше время
занимается фтороуглеродистыми соединениями уже самостоятельный раздел
химии.
По своим физическим свойствам
фтороуглероды — почти полные аналоги углеводородов. Но на этом их общие
свойства и заканчиваются. Фтороуглероды в отличие от углеводородов
оказались крайне реакционнонеспособными веществами. Кроме этого, они в
высшей степени устойчивы к нагреванию. Недаром их иногда называют
веществами, обладающими «алмазным сердцем и шкурой носорога». Химическая
суть их устойчивости по сравнению с углеводородами (да и другими
классами органических соединений) относительно проста. Атомы фтора имеют
значительно больший, чем у водорода, размер, а потому плотно
«закрывают» доступ другим реакционноспособным атомам к атомам углерода,
которые окружают.
С другой стороны, атомы фтора,
превратившиеся в ионы, крайне трудно отдают свой электрон и «не хотят»
вступать в реакцию с какими-либо другими атомами. Ведь фтор — самый
активный из неметаллов, и практически никакой другой неметалл не может
окислить его ион (отобрать у его иона электрон). Да и связь углерод —
углерод устойчива сама по себе (вспомните алмаз).
Именно в силу своей инертности
фтороуглероды и нашли самое широкое применение. Например, пластмасса из
фтороуглеродов, так называемый тефлон, устойчива при нагревании до 300
градусов, она не поддается действию серной, азотной, соляной и других
кислот. На нее не действуют кипящие щелочи, она не растворяется во всех
известных органических и неорганических растворителях.
Фторопласт недаром называют иногда
«органической платиной», потому что он изумительный материал для
изготовления посуды для химических лабораторий, разнообразной
промышленной химической аппаратуры, труб всевозможного назначения.
Поверьте, очень многие вещи в мире делались бы из платины, не будь она
так дорога. Фторопласт же сравнительно дешев.
Из всех известных в мире веществ
фторопласт самое скользкое. Пленка из фторопласта, брошенная на стол,
буквально «стекает» на пол. Подшипники из фторопласта практически не
нуждаются в смазке. Фторопласт, наконец, чудесный диэлектрик, притом
чрезвычайно теплостойкий. Изоляция из фторопласта выдерживает нагрев до
400 градусов (выше температуры плавления свинца!).
Таков фторопласт — один из самых удивительных искусственных материалов, созданных человеком.
Жидкие фтороуглероды негорючи и не замерзают до очень низких температур. |