フッ素

英

fluorine、F

関

ファラッド、フェニルアラニン

• 分子：F₂

WordNet

1. the 6th letter of the Roman alphabet (同)f
2. a nonmetallic univalent element belonging to the halogens; usually a yellow irritating toxic flammable gas; a powerful oxidizing agent; recovered from fluorite or cryolite or fluorapatite (同)F, atomic number 9

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1. フッ素(化学記号はF)

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/05/06 20:28:46」(JST)

wiki ja

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酸素 ← フッ素 → ネオン - ↑ F ↓ Cl 9F 周期表
外見
淡黄褐色（加圧しなければほとんど無色） 冷却した液体状態のフッ素
一般特性
名称, 記号, 番号	フッ素, F, 9
分類	ハロゲン
族, 周期, ブロック	17, 2, p
原子量	18.9984032(5)
電子配置	1s2 2s2 2p5
電子殻	2, 7（画像）
物理特性
相	気体
密度	(0 °C, 101.325 kPa) 1.7 g/L
融点	53.53 K, −219.62 °C, −363.32 °F
沸点	85.03 K, −188.12 °C, −306.62 °F
臨界点	144.13 K, 5.172 MPa
融解熱	(F2) 0.510 kJ·mol-1
蒸発熱	(F2) 6.62 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) (F2) 31.304 J·mol-1·K-1
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k 温度 (K) 38 44 50 58 69 85
原子特性
酸化数	−1 (弱い酸性酸化物)
電気陰性度	3.98（ポーリングの値）
イオン化エネルギー	第1： 1681.0 kJ·mol-1
	第2： 3374.2 kJ·mol-1
	第3： 6050.4 kJ·mol-1
共有結合半径	57±3 pm
ファンデルワールス半径	147 pm
その他
結晶構造	cubic
磁性	nonmagnetic
熱伝導率	(300 K) 27.7 m W·m-1·K-1
CAS登録番号	7782-41-4
最安定同位体
詳細はフッ素の同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP 18F 天然には存在しない 109.77 min β+ (97%) 0.64 18O ε (3%) 1.656 18O 19F 100% 中性子10個で安定

フッ素（フッそ、弗素、英: fluorine）は原子番号9の元素。元素記号はラテン語のFluorumの頭文字よりFが使われる。最も軽いハロゲン元素。また、同元素の単体であるフッ素分子（F₂、二弗素）をも示す。

全元素中で最も大きな電気陰性度を持ち、化合物中では常に -1 の酸化数を取る。反応性が高いため、天然には蛍石や氷晶石などとして存在し、基本的に単体では存在しない。

歴史

古くから製鉄などにおいて、フッ素の化合物である蛍石 (CaF₂) が融剤として用いられた。例えば、ドイツの鉱物学者ゲオルク・アグリコラは1530年に著書「ベルマヌス」Bermannus, sive de re metallica dialogusにおいて、蛍石を炎の中で加熱し、融解させると、融剤として適切であると記している。1670年には、ドイツのガラス加工業者のハインリッヒ・シュヴァンハルト (Heinrich Schwanhard) が蛍石の酸溶解物にガラスをエッチングする作用があることに気づいた。蛍石に硫酸を加えると発生するフッ化水素は1771年、カール・シェーレが発見していた。未知の元素が蛍石 (Fluorite) に含まれる可能性から、フランスのアンドレ＝マリ・アンペールは、未発見の新元素にfluorineと名付けた。フッ化水素と塩化水素の組成がフッ素と塩素の違いだけであると、最初に主張したのはアンペールであった。彼はその後、名称を変える。ギリシア語の「破壊的な」という語から、phthorineとした。ギリシア語ではアンペールの新名称 (Φθόριο) を採用している。しかしながら、イギリスのハンフリー・デーヴィーがfluorineを使い続けたため、多くの言語ではfluorineに由来する名称が定着した。なお、日本語の「弗素」はドイツ語のFluorの音訳の1文字目から取られたものである。名称は定まったが、フッ化水素の研究は進まず、酸素を発見したアントワーヌ・ラヴォアジェも単離には至らなかった。

1800年、イタリアのアレッサンドロ・ボルタが発見した電池が、電気分解という元素発見に極めて有効な武器をもたらした。デービーは1806年から電気化学の研究を始めると、カリウム、ナトリウム、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム、バリウム、ホウ素を次々と単離。しかし1813年の実験では電気分解の結果、漏れ出たフッ素で短時間の中毒に陥ってしまう。デービーの能力を持ってしてもフッ素は単離できなかった。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おきた。しかし、偶然にも怪我一つなかったという。

ようやく1886年、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℃という低温下で進めたことが成功の鍵だった。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。だが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。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。

性質

単体は通常2原子分子の F₂ として存在する。常温常圧では淡黄褐色で特有の臭い（塩素のようとも、きな臭いとも称される）をもつ気体。非常に強い酸化作用があり、猛毒。

融点 -223 ℃、沸点 -188 ℃、比重 1.11（沸点時、空気を1とする）。反応性が極めて高く、ヘリウムとネオン以外の殆んどの単体元素を酸化し化合物（フッ化物）を作る。

ガラスや白金さえも侵すためその性質上、単体で保存することはほとんどない。もっぱら単体よりも穏やかな化合物の状態で保存され、容器には化合物であっても侵されにくいポリエチレン製の瓶や、テフロンコーティングされた容器が用いられる。単体はフッ化水素 (HF) を電解するか、フッ化水素カリウム (KHF₂) を電解することで得られる。

人体への影響

必須微量元素のひとつであると主張する学術団体がある。欠乏と過剰になる量の範囲が狭い（歯のフッ素症#食事摂取基準を参照）。フッ素のサプリメントは、日本国外では製品化されているが、日本国内での製品化は難しいと主張されることもある。主な摂取源は飲料水と動物の骨などである。

フッ素の過剰摂取は骨硬化症、脂質代謝障害、糖質代謝障害と関連がある（フッ素症を参照）。

フッ素の化学反応

フッ素の単体は酸化力が強く、ほとんど全ての元素と反応する。

• 水素とは高温では光なしでも反応し、光の存在下では室温でも反応してフッ化水素 (HF) を生成する。水素との1対1混合物を燃焼させると4,300K程度まで達する。
• 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。つまり水を燃やす。
• 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。
• 炭素はフッ素雰囲気下で燃焼し、四フッ化炭素 (CF₄) を生成する[1]。
• 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）。
• 鉄などとは即座に反応する。他の金属も室温から比較的低温で反応する。
• ニッケル、銅、鉛は、表面にフッ化銅 (CuF₂) など、不動態の皮膜を形成するので比較的腐食し難い。
• 金、白金とは主に500℃以上で反応する。
• キセノンとは加熱あるいは光存在下に反応し、二フッ化キセノン (XeF₂) を生じる。大過剰のフッ素存在下に400℃で加熱すると、二、四、六フッ化物 (XeF₂, XeF₄, XeF₆) の混合物を生成する。クリプトンとは光存在下に反応し二フッ化クリプトン (KrF₂) を生成する。
• ハロゲン元素とはハロゲン間化合物を生成し、フッ化塩素 (ClF, ClF₃)、フッ化臭素 (BrF, BrF₃, BrF₅)、フッ化ヨウ素 (IF₅, IF₇) などが知られている。
• フッ素の酸化還元電位は+2.89 (V) で、他のハロゲン族元素に比べて非常に高い値である。酸素の+1.21Vより高いため、他のハロゲン化物塩水溶液と異なり、フッ化物塩の水溶液を電気分解してもフッ素の単体は得られず酸素が発生する。

用途

その性質上、フッ素を単体で使う場面は少なく、フッ化カルシウム (CaF₂) と硫酸 (H₂SO₄) から生成するフッ化水素 (HF) を介して利用されることが多い。ウラン235 (²³⁵U) 濃縮のため、揮発性の高いフッ化ウラン (UF₆) を製造する目的で単体フッ素が利用されることは、特筆すべき事柄である。

フッ素の化合物は、一般に極めて安定しており、長期間変質しないという特徴を持つ。この性質は環境中で分解されにくく、いつまでも残存するということを意味しており、その使用には注意が必要である。

フッ化物#利用も参照

エキシマレーザー

エキシマレーザーの発振媒体としてフッ素ガスと希ガスの混合ガスが用いられる。例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作りそれ以上腐食が進行しにくい銅などが用いられ、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。

屈折率の制御

フッ素にはガラスの屈折率を低下させる働きがあるため、光ファイバーなど通信の分野において、その屈折率制御にフッ素が使われている。

ロケット

単体のフッ素やClF₅などの化合物はロケット燃料の酸化剤として、1950-1970年頃にかけNASAを含むいくつかの機関で検討されたことがある。例えばNASAでは液体酸素の代わりに液体酸素-液体フッ素の混合物（フッ素を70%含むFLOX-70や同30%含むFLOX-30等）をアトラスロケットのエンジンを用いて試験しているし、ソビエトでも同様の実験が行われていた。これはフッ素を酸化剤として使用した場合の比推力が酸素を用いた場合を上回るためであったが、性能向上がわずかであったのに対しフッ素の危険性ゆえに取り扱い上の困難が非常に大きく、結局ロケット燃料としての利用に関しては断念されることとなった。

清掃

半導体や液晶の製造装置に溜まったシリコンなどのかすを除去するためにフッ素ガスが使われている。

フッ素の化合物

詳細は「フッ化物」を参照

フッ素の化合物はフッ化物と呼ばれる。

金属のフッ化物

• フッ化アルミニウム AlF₃
• フッ化カルシウム CaF₂
  • 蛍石 - フッ化カルシウムの鉱石
• フッ化ナトリウム NaF
• 氷晶石 - 六フッ化アルミニウムナトリウム Na₃AlF₆ の鉱石
• 六フッ化ウラン UF₆

非金属のフッ化物

• フッ化水素 HF
• 四フッ化炭素 CF₄
• フッ化硫黄
  • 四フッ化硫黄 SF₄
  • 六フッ化硫黄 SF₆
• フッ化キセノン
  • 二フッ化キセノン XeF₂
  • 四フッ化キセノン XeF₄
  • 六フッ化キセノン XeF₆
• フッ化ケイ素酸
• ヘキサフルオロ白金酸キセノン XePtF₆
• アルゴンフッ素水素化物 HArF

フッ素のオキソ酸

フッ素のオキソ酸は慣用名をもつ。次にそれらを挙げる。

オキソ酸の名称	化学式 （酸化数）	オキソ酸塩の名称	備考
次亜フッ素酸 (hypofluorous acid)	HFO (−I)	次亜フッ素酸塩 ( - hypofluorite)

• オキソ酸塩名称の '-' にはカチオン種の名称が入る。

その他

• モノフルオロ酢酸 CH₂FCOOH
• テフロン
• ポリフッ化ビニル
• マジック酸 FSO₂OH•SbF₅
• ヘキサフルオロリン酸リチウム LiPF₆
• シアン酸フッ素 FOCN

同位体

詳細は「フッ素の同位体」を参照

参考文献

関連項目

• フッ化物
• 水道水フッ化物添加

外部リンク

• フッ素 - 「健康食品」の安全性・有効性情報 （国立健康・栄養研究所）
• フッ素毒警告ネットワーク
• 異能の脇役・フッ素の素顔
• フッ素と他の元素との反応動画 - YouTube

ハロゲン間化合物
	フッ素	塩素	臭素	ヨウ素
フッ素	F2
塩素	ClF　ClF3　ClF5	Cl2
臭素	BrF　BrF3　BrF5	BrCl　BrCl3	Br2
ヨウ素	IF　IF3　IF5　IF7	ICl　I2Cl6	IBr　IBr3	I2

UpToDate Contents

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• 1. 歯の解剖学的構造および発達 anatomy and development of the teeth
• 2. 新生児におけるカンジダ感染の治療 treatment of candida infection in neonates
• 3. 歯の発達障害 developmental defects of the teeth
• 4. 液体呼吸 liquid ventilation
• 5. 肺結節のCTおよびPET computed tomographic and positron emission tomographic scanning of pulmonary nodules

Japanese Journal

• フッ化物配合歯磨剤はチタン製インプラント利用者のインプラント周囲炎のリスクとなるか : 文献レビュー

• 口腔衛生学会雑誌 66(3), 308-315, 2016-04
• NAID 40020840519

• フッ素化ナノカーボン電極による食品・生体分子センシング

• Proceedings of the Chemical Sensor Symposium 60, 15-17, 2016-03
• NAID 40020817596

• 非フッ素系撥水剤の開発

• 加工技術 51(3), 129-132, 2016-03
• NAID 40020762689

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Japan Pharmaceutical Reference

薬効分類名

• 放射性医薬品

販売名

ＦＤＧスキャン注

組成

• 　本剤は，水性の注射剤で，フッ素-18をフルデオキシグルコースの形で含む。
  1バイアル（2mL）中
  フルデオキシグルコース（¹⁸Ｆ）　（検定日時において）　185MBq

添加物

• 　日本薬局方　Ｄ−マンニトール　3.64mg

添加物

• 　日本薬局方　生理食塩液

効能または効果

• １．悪性腫瘍の診断
• (1) 肺癌，乳癌（他の検査，画像診断により癌の存在を疑うが，病理診断により確定診断が得られない場合，あるいは，他の検査，画像診断により病期診断，転移・再発の診断が確定できない場合）の診断
• (2) 大腸癌，頭頸部癌（他の検査，画像診断により病期診断，転移・再発の診断が確定できない場合）の診断
• (3) 脳腫瘍（他の検査，画像診断により転移・再発の診断が確定できない場合）の診断
• (4) 膵癌（他の検査，画像診断により癌の存在を疑うが，病理診断により確定診断の得られない場合）の診断
• (5) 悪性リンパ腫，悪性黒色腫（他の検査，画像診断により病期診断，転移・再発の診断が確定できない場合）の診断
• (6) 原発不明癌（リンパ節生検，CT等で転移巣が疑われ，かつ，腫瘍マーカーが高値を示す等，悪性腫瘍の存在を疑うが，原発巣の不明な場合）の診断

• ２．虚血性心疾患（左室機能が低下している虚血性心疾患による心不全患者で，心筋組織のバイアビリティ診断が必要とされ，かつ，通常の心筋血流シンチグラフィで判定困難な場合）の診断
• ３．難治性部分てんかんで外科切除が必要とされる場合の脳グルコース代謝異常領域の診断
• 　通常，成人には本剤1バイアル（検定日時において185MBq）を静脈内に投与し撮像する。投与量(放射能)は，年齢，体重により適宜増減するが，最小74MBq，最大370MBqまでとする。

薬効薬理

集積機序

• 　腫瘍細胞においては，グルコーストランスポーターの発現による糖取り込み能の増加，解糖系の律速酵素であるヘキソキナーゼ活性の亢進並びに糖新生系の酵素であるグルコース-6-ホスファターゼ活性の低下によって，糖代謝が亢進している。
  　心筋においては，虚血状態に陥った場合，グルコーストランスポーターの増加による糖取り込み能の増加及び解糖系の律速酵素であるヘキソキナーゼ活性亢進により，糖代謝が亢進している。
  　てんかんの脳においては，焦点および発作に関係する部位の神経細胞の活動が増加している場合に糖代謝が亢進する一方，神経細胞の活動が減少している場合では糖代謝が低下する。
  　本剤は，グルコースと同様にグルコーストランスポーターにより細胞に取り込まれ，ヘキソキナーゼによりリン酸化を受けるが，グルコースと異なり解糖系の酵素であるホスホグルコースイソメラーゼによるフルクトースへの異性化反応を受けないことから，リン酸化体として細胞内に滞留する。したがって，その滞留した¹⁸F由来のポジトロンを核医学検査装置で追跡することにより，腫瘍細胞の診断，虚血性心疾患における心筋バイアビリティの診断，及びてんかん焦点の診断が可能となる。

有効成分に関する理化学的知見

１．フルデオキシグルコース（¹⁸F）

• 構造式：
  　　

２．放射性核種の特性（¹⁸Ｆとして）

• 　　物理的半減期：109.8分
  　　主γ線エネルギー：0.511MeV（193.4％）

---

★リンクテーブル★

リンク元	「活性炭」「フルオロデオキシグルコース」
拡張検索	「歯牙フッ素症」「地域フッ素症指数」

「活性炭」

　　[★]

英

activated charcoal、active carbon

関

木炭

概念

• 炭化水素化合物を焼成して調製した炭素末
• 炭化水素の網目構造に物質を吸着できる　　←　　炭化水素という物性からしてイオン性、大分子(蛋白と結合した

物質)、水溶性の物質は吸着しづらい、と思われる。

活性炭の吸着に関与する要素

• くり返し投与が有効なのは脂溶性、非イオン性、分布容量 Vdが小さい、蛋白結合率が低い
• 腸管循環する物質、腸溶剤、徐放剤

吸着できる物質

SQ.480

• 単独投与　　：アスピリン、アセトアミノフェン、バルビツレート、フェニトイン、テオフィリン、三環系抗うつ薬、四環系抗うつ薬
• くり返し投与：フェノバルビタール、フェノチアジン、オピオイド、ジギトキシン、カルシウム拮抗薬、抗コリン薬

吸着できない物質

参考1

• 重金属

• ヒ素 arsenic、鉛、水銀、鉄、亜鉛、カドミウム

• イオン化分子

• リチウムイオン、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、フッ素イオン、ホウ素イオン

• 腐食性物質

• 酸、アルカリ

• 炭化水素

• アルカン、アルケン、ハロゲン化アルキル、芳香族炭化水素、アルコール、アセトン、エタノール、エチレングリコール、イソプロパノール、メタノール、

参考

• 1. [charged] Decontamination of poisoned adults - uptodate [1]
• 2. 活性炭 - wiki ja

• http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%AD

「フルオロデオキシグルコース」

　　[★]

英

fluorodeoxyglucose, FDG, 18F-FDG, 18-Fluoro-2-Deoxyglucose

同

フッ化デオキシグルコース、

関

放射性医薬品、2-デオキシグルコース、フッ素 F。FDG-PET

• 細胞内に取り込まれるとリン酸化されてFDG-6Pとなる。これ以上代謝を受けないために細胞内にとどまる。
• 生理的な集積はグルコース代謝の高い組織に多い。

• 脳、心筋、肝臓、腎臓、尿(尿路全域)

集積部位

結核診療ガイドライン 改訂第2版 p.27

• 1. 非腫瘍性集積

• -生理的集積

筋肉(眼筋, 喉頭, 横隔膜, 頚部～肩, 四肢など), 胃, 腸管(特に大腸), 褐色脂肪, 卵巣, 子宮, 扁桃腺, 耳下腺, 顎下線, 胸腺, 乳腺, 精巣

• -反応性:G-CSF, 貧血, エリスロポエチン→骨髄
• -炎症病巣

結核腫, 膿瘍, リンパ節炎, 感染性疣贅, 動脈硬化, 放射線治療, 手術創, 穿刺部(生検, 血管造形, 注射)

2. 糖代謝の低い悪性腫瘍

肺(高分化腺癌, BAC), 肝細胞癌

3. 良性腫瘍への集積

大腸腺腫, 甲状腺腺腫, 神経鞘腫, ワルチン腫瘍

「歯牙フッ素症」

　　[★]

英

dental fluorosis

関

斑状歯

「地域フッ素症指数」

　　[★]

英

community fluorosis index CFI