O legătură slabă și legături tari
Un atom de fluor are nouă protoni și șapte electroni pe stratul exterior, cu unul mai puțin decât stratul complet al neonului. Este cel mai mic dintre halogeni și cel mai electronegativ element care există, 3,98 pe scara Pauling: niciun atom nu ia electroni mai ușor. Doi atomi dau F₂, un gaz galben-pal, dar legătura dintre ei este neașteptat de slabă, circa 159 kJ pe mol, pentru că atomii mici stau atât de aproape, încât straturile lor pline se resping. O legătură care se rupe ușor și, cu orice altceva, legături care sunt cele mai tari de felul lor: de aici cel mai reactiv element cunoscut.
Hidrogenul explodează în el chiar și pe întuneric; sulful, fosforul și multe metale iau foc; sticla, nisipul și apa ard într-un jet de fluor; iar primii compuși ai unui gaz nobil, obținuți din xenon în 1962, conțineau toți fluor. Și totuși, legătura pe care fluorul o face cu carbonul, de circa 485 kJ pe mol, e atât de tare, încât fluorocarburile sunt printre cele mai inerte substanțe fabricate vreodată.
Închis în minerale
Nimic atât de reactiv nu poate exista liber în natură; fiecare atom de fluor de pe Pământ este legat. Scoarța conține cam 0,06 % în masă, mai ales ca fluorină, CaF₂, numită și fluorspat, și ca fluorapatit, fosfatul din cea mai mare parte a rocilor fosfatice și, într-o formă puțin diferită, din oase și dinți. Criolitul, Na₃AlF₆, exploatat cândva în Groenlanda, a fost al treilea minereu.
Fluorina încălzită cu acid sulfuric dă fluorură de hidrogen, iar din aceasta provine aproape orice compus al fluorului folosit de industrie. Elementul însuși se obține și astăzi așa cum l-a obținut Moissan, prin electroliza fluorurii de potasiu dizolvate în fluorură de hidrogen lichidă, și se păstrează în vase de nichel, al căror strat de fluorură de la suprafață apără metalul de dedesubt.
De la pasta de dinți la bombă
Fluorul a devenit element industrial în al Doilea Război Mondial, cu un singur scop: hexafluorura de uraniu, singurul compus al uraniului care trece în stare gazoasă puțin peste temperatura camerei, era ceea ce îi trebuia Proiectului Manhattan pentru a separa uraniul-235 de uraniul-238. Uzinele construite pentru ea au produs primele tone de fluor, iar garniturile care i-au rezistat erau tăiate dintr-un polimer descoperit din întâmplare la DuPont în 1938 — politetrafluoroetilena, mai târziu teflonul.
Clorofluorocarburile au fost agenții frigorifici și propelanții aerosolilor de la mijlocul secolului, până s-a descoperit că distrug ozonul din stratosferă; Protocolul de la Montreal din 1987 le-a scos treptat din uz. Un ion de fluorură strecurat în apatitul smalțului dentar îl face să reziste la acid — de aici fluorura din pasta de dinți și din multe rețele de apă. Cam o cincime dintre medicamentele moderne conțin fluor, pentru că legătura C–F împiedică organismul să descompună molecula prea devreme; iar agenții tensioactivi fluorurați numiți PFAS persistă în apă și în sânge atât de mult, încât li se spune „substanțe chimice eterne”.
Descoperire și nume
Fluorspatul era folosit de topitori cel puțin din secolul al XVI-lea, când Georgius Agricola l-a descris ca fondant care face minereurile să curgă; latinescul fluere a dat numele mineralului și, mai târziu, pe al elementului. Scheele a obținut din el acid fluorhidric în 1771, iar în 1810 André-Marie Ampère i-a scris lui Humphry Davy că acidul trebuie să conțină un element necunoscut, asemănător clorului, și a propus mai târziu numele.
Izolarea lui a cerut șaptezeci și șase de ani și a costat vieți omenești, fiindcă nimic nu putea smulge fluorul din compușii lui, iar fiecare încercare de electroliză se sfârșea cu gazul atacând aparatura sau pe chimist: Davy s-a îmbolnăvit de la fluorura de hidrogen, frații Knox au rămas invalizi, Paulin Louyet și Jérôme Nicklès au murit din cauza ei. La 26 iunie 1886, la Paris, Henri Moissan a electrolizat fluorură acidă de potasiu în fluorură de hidrogen anhidră, la −50 °C, într-un tub în U de platină astupat cu fluorină, și a strâns un gaz care aprindea siliciul. A primit Premiul Nobel în 1906.