Portraits d’atomes : le fluor, pour les dents, les os et... les poêles
Atomes, portraits de familles (4/9). Dans le tableau périodique des éléments, créé par Dmitri Mendeleïev, il y a 150 ans, le fluor affiche des propriétés très réactives au sein la singulière colonne des halogènes.
Toute règle a ses exceptions. Même pour de vénérables institutions comme le tableau périodique des éléments de Mendeleïev. Chaque atome d’une même colonne a une structure électronique semblable, et, a priori, des propriétés chimiques proches. Sauf que l’avant-dernière colonne, celles des halogènes, fluor, chlore, brome… s’écarte un peu de cette règle. A température et pression standards, le fluor est un gaz jaunâtre irritant et très agressif. Le chlore, lui, vire au vert et est assez suffocant. Et le brome est un liquide rouge avec une odeur piquante. Autre exemple. Le terme « halogène » signifie générateur de sel, comme le rappelle Pierre Avenas dans son livre, La Prodigieuse histoire du nom des éléments (EDP Sciences, 2019). Mais les sels obtenus n’ont pas les mêmes propriétés. Le chlorure de sodium est l’anodin sel de cuisine, le bromure de sodium a des propriétés somnifères, l’iodure de sodium réduit les carences en iode et le fluorure de sodium renforce l’émail des dents. Gagnant Ce n’est pas tout, ces atomes très réactifs s’associent avec le carbone avec plus ou moins de force. A ce jeu, le fluor gagne, avec une liaison plus importante que celle entre le carbone et l’hydrogène. Plus on descend dans la colonne, moins la liaison est forte, au point que celle entre l’iode et le carbone est même instable. Cela explique la singularité du fluor dans cette famille. Il est si réactif qu’il fut le dernier de la colonne à être isolé, par Henri Moissan, en 1886, couronné par un Nobel en 1906. Son nom vient du latin fluere (écoulement), car la fluorine, association de calcium et de fluor, fluidifie les minerais à la base de la fabrication d’aluminium. Mais grâce à l’énergie nucléaire, l’industrie du fluor se développe avec de nouvelles applications dans les matériaux et la santé. Fluorine sur quartz . Didier Descouens / CC BY-SA 3.0 Dans les centrales nucléaires, on utilise des atomes d’uranium dits fissiles. Cette forme étant rare dans la nature, il faut fabriquer un combustible enrichi en forme fissile. L’uranium est donc « fluoré » pour faciliter la séparation entre les deux formes d’uranium. Cela a contribué au développement d’une industrie du fluor qui a trouvé d’autres débouchés. De nouveaux matériaux polymères, profitant de la force des liaisons carbone-fluor, ont été élaborés comme les célèbres Téflon ou le Gore-Tex. Revers de la médaille, un solvant fluoré utilisé dans ces fabrications, le PFOA, est un perturbateur endocrinien très peu biodégradable. L’Union européenne le mettra à l’index en 2020.