化学中的凶神

化学中的凶神

化学家们都有一个很职业性的习惯，那就是每当他们拿到一种新物质的时候，总是要问问这种物质里含有什么成分？是用什么原料，是经过怎样的手段制造出来的？它又有什么特性？又可以用来做什么？等等。要想一下回答这一连串的问题，并不是一件简单的，三言两语就可以说清楚的事情。要解答这个化学之谜，就需要许多人，经久不断地去做很多的实际而又很艰难的工作，甚至还要为此丧失掉自己宝贵的生命！科学家的伟大之处，就在于他们有这种锲而不舍的精神。

其中在化学界很有代表性的要数氟元素，因为从被发现到氟气单质被制出来的过程，就可以说这是个经过了百年的时间，才被人们研究并提取出来的一种元素。

化学上有氟、氯、溴、碘四种元素，氯是最早被发现的，在1774年的时候，氯气又被制出来了，1786年的时候，人们又发现了氟的化合物，但是一直到1886年才制出氟来，中间经过了一个世纪还多，这并不能完全责备氟的脾气怪，而是长时间所用手段的能力达不到。发现溴、碘并同时制出来单质的时间，分别是1824年和1811年。

氟、氯、溴、碘就像四个同胞兄弟一样，有着相同的血统，在性格上既有相同的继承，又有各自的不同。

人们把它们的顺序按氟、氯、溴、碘排行，并没有按出生的年龄来分伯、仲、叔、季，这又是为什么呢？这就是化学家从它们的实际出发的原因。

氟、氯、溴、碘的原子，它们都有跟金属原子相结合的能力，而且能力也各有大小，但是肚量却是一样的，比如它们和钠原子结合的时候，都只能接纳一个，结合的时候，氟原子结合的速度十分快，而碘原子却是慢慢来，氯、溴则介乎其间。这性格上的差别是由它们天生的体质所决定的。这也就是我们伟大的化学家给它们排行的依据，并让它们在元素的体系中独成一个家族。

现在还是让我们来介绍一下氟吧，因为就是它让化学家们吃了很大的苦头，经过了几代人的努力，它才来到了这个世上。

在发现氯气以前，人们就已经发明了盐酸。就是在食盐里加浓硫酸时所产生的一种气体，如果把这种气体用水吸收，就成了一种有酸性的液体，这个就被称为盐酸。第一次的氯气是在盐酸中加软锰矿粉制出来的。

1768年的时候，有人发现给萤石加上浓硫酸，也可以产生一种和制盐酸的气体一样的气体，而且它溶到了水中，也能得到酸性液体，但是这种酸性液体和其他任何物质，包括软锰矿粉一起反应，不管怎么样也都得不到成分更加简单的物质，如果企图用它来制造出像氯气一样的新气体的希望，总是会以失败而落空的。但是实验越是失败，他们却越是坚信，在这种酸性的液体和萤石当中，一定含有一种历来就不被人知的新元素，并且在它还没有出世以前，就起了个名字，而且是按照它活泼的性格而起的，所规定的符号是F，找好了住地（元素周期表上第二周期第ⅦA族）。

从1768年以后，在这段漫长的岁月里，科学家们都煞费苦心，不屈不挠地进行着辛勤的劳动，他们就抱着一个目标——制出氟气。他们在实验操作的时候，一刻都离不开氢氟酸（跟盐酸是姊妹酸），氢氟酸还有它的气体氟化氢，和盐酸（氢氯酸）及它的气体氯化氢不同，前者是剧毒性的，有很多的人也因此而中毒，有的甚至还献出了生命！

氟怎么会是这个样子，让人们总是见不到它的真面目，那是因为氟的化学性质太活泼了，它在化合物中和其他的元素结合的能力特别强，没有任何一种的物质能把它从化合物的位置上排挤出来。利用化学反应的方法，在当时的条件下，氟气的单质是不可能被制造出来的，做来做去也不过是氟从这种化合物中转移到另一种化合物中去了而已。

伟大的化学家们并没有就此绝望，这也真是行到山前疑无路，竟然柳绿花红又一村。科学家们发现了电的威力，它不光可以用来照明和开动机器，还可以让难以分解的化合物发生分解反应，这个作用就叫做电解。

用电解的方法，化学家们发现了很多种的新元素并且制出了它们相应的单质。当然电解的方法也同样可以制造出氟气。因为氟的化学性质实在是太活泼了，所以在常温下它就能和很多的物质发生反应，只要它在电极上一产生，就会和电极和电解容器的材料发生反应，不管怎样都得不到一点的氟气，在这个过程中又会有人中毒。法国的莫瓦桑凭着超人的毅力，曾经因中毒，身体受到严重的损伤四次中断了实验，最后在1886年，他终于在自己的实验室里制出了气体的氟。

莫瓦桑是用金属铂制成的电解容器，用铂铱合金做电极，他认为这些化学性质极不活泼的金属，绝大多数的化学药品都不能腐蚀它，也很有可能不会被氟气腐蚀。他在这一电解的容器中，放入氢氟化钾和无水液体氟化氢的混合物，并冷却剂冷却到了－20℃，通上电流，让容器里的物质发生分解反应。聪明的莫瓦桑想到，用玻璃的仪器来导出和收集氟气肯定是行不通的，氢氟酸能够腐蚀玻璃，这是其他的酸所没有的特性，另外再根据氯气的性质，可以推断出氟气也必然会跟硅单质发生剧烈的反应。莫瓦桑便采用了用硅单质来检验氟气是否存在的方法，果然，当他打开电解容器上用萤石做成的帽盖，把一根硅条伸进去的时候，在阳极的上面，硅条突然间着火了并燃烧了起来。这就说明在阳极这一边，产生了大家期待已久的氟气。

现在在化学上已经有了生产氟气的更好的装置，防护的设备也就更加的完善。但是，人们还是忘不了勇敢、聪明、有坚强毅力的莫瓦桑，还有在莫瓦桑以前的许多科学家，为了制造氟气所作出的贡献和牺牲。