Phát hiện ban đầu

Năm 1529, Georgius Agricola mô tả fluorurit là một phụ gia được sử dụng để làm giảm nhiệt độ nóng chảy của kim loại trong quá trình nấu luyện.[68][69][gc 5] Ông dùng từ Latinh fluorés (fluo, dòng chảy) để chỉ đá fluorit. Tên này sau đó trở thành fluorspar (hiện còn được dùng phổ biến) và tiếp đến là fluorite.[61][73][74] Thành phần của fluorit về sau được xác định là calci fluoride.[75]

Acid fluorhydric được sử dụng trong khắc kính từ sau năm 1720.[gc 6] Andreas Sigismund Marggraf lần đầu tiên xác định được đặc tính của hợp chất này vào năm 1764 khi đun nóng fluorit với acid sulfuric, và dung dịch thu được làm ăn mòn bình thủy tinh chứa nó.[77][78] Nhà hóa học người Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele lặp lại thí nghiệm này vào năm 1771 và gọi tên sản phẩm thu được là fluss-spats-syran (hay fluorspar acid trong tiếng Anh).[78][79] Năm 1810, nhà vật lý người Pháp André-Marie Ampère đặt giả thiết rằng hydro và một nguyên tố tương tự với chlor tạo nên acid fluorhydric.[80] Ba năm sau, Sir Humphry Davy đề xuất gọi tên nguyên tố đó là fluorine từ tên tiếng Anh fluoric acid và hậu tố -ine của các halogen khác, dựa trên tên gọi do Ampère đặt ra trong thư gửi ông vào ngày 26 tháng 8 năm 1812.[81][82][83] Từ này được sử dụng trong nhiều ngôn ngữ châu Âu; tiếng Hy Lạp, tiếng Nga, và một số ngôn ngữ khác (sau giả thiết của Ampère) sử dụng tên ftor hoặc các tên gọi dẫn xuất của nó, bắt nguồn từ từ φθόριος (phthorios, phá hủy).[84] Từ fluorum trong tiếng Latinh hiện đại đã dẫn đến ký hiệu nguyên tố là F như hiện tại; ký hiệu Fl từng xuất hiện trong các tài liệu trước đây.[85][gc 7]

Phân lập

Các nghiên cứu ban đầu về fluor nguy hiểm đến mức một số nhà thí nghiệm thế kỷ 19 được gọi là "nhà tử đạo fluor" sau khi gặp điều không may với acid fluorhydric.[gc 8] Việc phân lập nguyên tố fluor gặp trở ngại bởi tính ăn mòn cực mạnh của chính nguyên tố đó và hydro fluoride, cũng như việc thiếu đi một chất điện ly đơn giản và thích hợp.[75][86] Edmond Frémy đặt giả thuyết rằng việc điện phân hydro fluoride tinh khiết để sinh ra fluor là điều khả thi và nghĩ ra một phương pháp để tạo ra các mẫu khan từ kali bifluoride đã acid hóa; nhưng thay vào đó, ông phát hiện khí hydro fluoride (khô) thu được không dẫn điện.[75][86][87] Henri Moissan, một cựu học trò của Frémy, giữ kiên nhẫn và sau nhiều lần thử và sai thì phát hiện ra rằng hỗn hợp kali hydrofluoride và hydro fluoride khô có tính dẫn điện, cho phép quá trình điện phân được diễn ra. Để chống lại tính ăn mòn nhanh của bạch kim trong các pin điện hóa, ông làm lạnh phản ứng đến nhiệt độ cực thấp trong một bình chứa đặc biệt và chế tạo pin từ hỗn hợp bạch kim và iridi có sức chống chịu cao hơn, đồng thời sử dụng nút bít fluorit.[86][88] Năm 1886, sau 74 năm nỗ lực của nhiều nhà hóa học, Moissan phân lập thành công nguyên tố fluor.[87][89]

Năm 1906, hai tháng trước khi qua đời, Moissan được trao giải Nobel Hóa học,[90] với lời tuyên dương rằng để:[86]

công nhận những điều hữu ích mà ông đã làm nên trong quá trình nghiên cứu và phân lập nguyên tố fluor… Cả thế giới đã ngưỡng mộ trước kỹ năng thí nghiệm tuyệt vời mà từ đó, [ông] đã tìm hiểu được "con thú dữ" trong tất cả các nguyên tố.[gc 9]

• Tranh vẽ dụng cụ thí
  nghiệm của Moissan (1887)
• Chân dung Henri Moissan

Ứng dụng sau này

Công ty con Frigidaire của General Motors (GM) thực hiện các thí nghiệm với chất làm lạnh chlorofluorocarbon vào cuối thập niên 1920, và Kinetic Chemicals được thành lập dưới sự hợp tác liên doanh giữa GM và DuPont vào năm 1930 với hy vọng quảng bá Freon-12 (CCl2F2) trở thành một chất làm lạnh như thế. Nó dần thay thế các hợp chất cũ và độc hại trước đây, làm tăng nhu cầu sử dụng tủ lạnh trong nhà bếp, và trở thành sản phẩm sinh lời; đến năm 1949 DuPont đã mua lại Kinetic và quảng bá một số hợp chất Freon khác.[78][91][92][93] Polytetrafluoroethylene (Tefluorn) được Roy J. Plunkett tìm ra một cách tình cờ vào năm 1938 khi nghiên cứu về tủ lạnh tại Kinetic, và tính trơ mạnh về mặt hóa học và về nhiệt của nó góp phần làm tăng tốc việc thương mại hóa và sản xuất đại trà đến năm 1941.[78][91][92]

Nguyên tố fluor bắt đầu được sản xuất đồng loạt trong Chiến tranh thế giới thứ hai. Đức áp dụng phương pháp điện phân ở nhiệt độ cao để chế tạo hàng tấn chlor trifluoride gây cháy theo kế hoạch[94] và Dự án Manhattan sử dụng lượng lớn cho sản xuất urani(VI) fluoride để làm giàu urani. Vì UF6 có tính ăn mòn giống fluor, các nhà máy khuếch tán dạng thể khí cần những loại nguyên liệu đặc biệt: nickel dùng làm màng, fluoropolyme làm lớp cản, và fluorocarbon lỏng làm chất làm lạnh và chất bôi trơn. Ngành công nghiệp hạt nhân đang phát triển nhanh chóng này về sau đã giúp đẩy mạnh sự phát triển của ngành hóa học fluor sau chiến tranh.[95]