フッ素
エキシマレーザーの発振媒体としてフッ素ガスと貴ガスの混合ガスが用いられる。たとえば半導体の露光に用いられるArFレーザーがその代表である。配管にはフッ素との反応で不動態を形成することにより、それ以上腐食が進行しにくい銅などが用いられる。さらにガス漏洩時には迅速にバルブが遮断されるような安全装置も組み込まれている。
単体のフッ素の酸化力の高さゆえである。実験器具自体が破壊されるばかりか、人体に有害なフッ素を分離・保管することもできない。
アイルランドのクノックス兄弟は実験中に中毒になり、1人は3年間寝たきりになってしまう。ベルギーのPaulin Louyetとフランスのジェローム・ニクレも相次いで死亡する。1869年、ジョージ・ゴアは無水フッ化水素に直流電流を流して、水素とフッ素を得たが、即座に爆発的な反応が起きた。しかし、偶然にもけがひとつなかったという。
1886年、ようやくアンリ・モアッサンが単離に成功する。白金・イリジウム電極を用いたこと、蛍石をフッ素の捕集容器に使ったこと、電気分解を−50 °Cという低温下で進めたことが成功の鍵だった。当時は材料にも工夫があり、フッ化水素カリウム(KHF2)の無水フッ化水素(HF)溶液を用いた。さらに、この分解は銅製の容器中で行われた。これは、モアッサンがフッ素やフッ化物はフッ化銅と反応しないということを発見したためで、発生したフッ素の一部を銅と反応させることで、フッ化銅を発生させ、安定して保存できるようにした。しかしモアッサンも無傷というわけにはいかず、この実験の過程で片目の視力を失っている。フッ素単離の功績から、1906年のノーベル化学賞はモアッサンが獲得した。翌年、モアッサンは急死しているが、フッ素単離と急死との関係は不明である。
以上のような単離への挑戦の歴史や、反応性の高さから単体のフッ素は自然界に存在しないと考えられてきたが、2012年に鉱物アントゾナイトにフッ素分子が含まれていることが確認された。
フッ素の単体は酸化力が強く、ほとんどすべての元素と反応する。
水素とは、光なしでは高温下で反応、光の存在下では室温で反応し、フッ化水素(HF)を生成する。水素とフッ素、1対1の混合物を燃焼させると、4300 K程度に達する。
酸素とは放電によりフッ化酸素(O2F2)を生じ、液体酸素とは放電により、O3F2が得られる。
カルコゲン元素(硫黄、セレン、テルル)とは六フッ化物(SF6、SeF6、TeF6)を生成する。
水と反応させるとフッ化水素(HF)、酸素(O2)と一部オゾン(O3)を生成する。
水酸化ナトリウム水溶液と反応して、OF2を生じる。
窒素とは反応しないが、アンモニアと直接反応させると、三フッ化窒素(NF3)を生成する。
炭素はフッ素気体中で燃焼し、四フッ化炭素(CF4)を生成する。
アモルファス二酸化ケイ素(SiO2)はフッ素雰囲気下で燃焼し、四フッ化ケイ素(SiF4)と酸素(O2)になる。ケイ素の単体とは爆発的に反応する(モアッサンが単離したフッ素の確認に用いたのはこの反応であった)。