百年怀胎才降生的凶神

百年怀胎才降生的凶神

每一个化学家都有一个习惯，这就是当他拿到一种从来没有见到过的新物质时，总要问这一物质里含有什么成分？是用什么原料，经过怎样的手段制造出来的？它有什么特性？可以用来做什么？等等。要一下子回答这一串的问题，可不是一件简单的，也不是三言两语就能说清楚的事情。解答化学之谜，要有许多人，经久不断地去做很多实际而又艰难的工作，甚至要为此而丧失宝贵的生命！科学家伟大之处，就是因为他们都有这种锲而不舍的精神。

最有代表性的就是氟元素从被发现到制出氟气单质的过程。可以说它是经过百年怀胎，带着一身煞气才出世的凶神。

化学上有氟、氯、溴、碘四种元素，氯被发现最早，时在1774年，当时就制出了氯气，1786年发现了氟的化合物，直到1886年才制出氟，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、碘和同时制出单质的时间，分别是1824年和1811年。

氟、氯、溴、碘好像是同一对父母所生的四兄弟，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。

人们把它们按氟、氯、溴、碘的顺序排行，而不是按出生的年龄来分伯、仲、叔、季，这是为什么呢？这是化学家比算命先生更讲究实际的地方。

氟、氯、溴、碘的原子，都有跟金属原子结合的能力，且能力各有大小，但肚量是一样的，如它们结合钠原子，都只能接纳一个，结合时氟原子是如狼似虎，而碘原子却是温文尔雅，氯、溴则介乎其间。这种性格上的差别是由它们天生的体质所决定的。这些就是化学家给它们排行的依据，并把它们立为元素体系中的一个很主要的家族。

现在还让我们来介绍氟，因为就是它给化学家吃了很大的苦头，经过几代人的努力，才把它接生到这个世上的。

在发现氯气前，人们就发明了盐酸。这是食盐加浓硫时产生一种气体，把这种气体用水吸收，成了一种有酸性的液体，就称这液体叫盐酸。第一次的氯气是用盐酸加软锰矿粉制出来的。

1768年有人发现把萤石加浓硫酸，也会产生制盐酸的气体那样的气体，它溶到水中，也会得到酸性的液体，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，无论如何也得不到成分更简单的物质，企图用它能制出象氯气那样的一种新气体的希望，总是以失败而落空。但是越是实验失败，他们却越是坚信，在这种酸性液体和萤石中，一定含有一种历来未被人知的新元素，并在它尚未出世前，起了名字（Fluorum，含有活泼流动的意思），规定了符号（F），找好了住地（元素周期表上第二周期第ⅦA族）。

在1768年以后的漫长岁月里，科学家们煞费苦心，不屈不挠地辛勤劳动，抱着一个目的——制出氟气。他们实验操作时，一刻也离不开氢氟酸（跟盐酸同为姊妹酸），氢氟酸及其气体氟化氢，跟盐酸（氢氯酸）及其气体氯化氢不同，前者是有剧毒性的，很多人因此中毒，甚至献出了生命！

氟为什么要这样，总让人见不到它的真面目呢？氟的化学性质太活泼了，它在化合物中跟别的元素结合的能力特别强，没有一种物质能够把它从化合物里的位置上挤出去。用化学反应的方法，在当时的情况下，是不可能制出氟气单质来的，做来做去不过是氟从这一化合物中转移到另一种化合物中去了而已。

化学家们是不是就此而绝望了呢？真是行到山前疑无路，竟然柳绿花红又一村。科学家发现了电的威力，它不仅可以照明、开动机器，而且可以使难以分解的化合物发生分解反应，这一作用叫做电解。

化学家用电解的方法，发现了多种新元素并制出了它们的单质。当然电解氟的化合物，必然也可以制出氟气。由于氟的化学性质太活泼，在常温下它就能跟很多物质反应，只要它在电极上一产生，就和电极以及电解容器的材料发生反应，怎样也得不到一点可见的氟气泡，当然在这一过程中又会有人中毒。法国人莫瓦桑有着超人的毅力，曾因为中毒，身体受到严重损伤而四次中断实验，最后到了1886年，终于在他的实验室里制出了气体的氟。

莫瓦桑用了金属铂制的电解容器，以铂铱合金为电极，他认为这些金属的化学性质极不活泼，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，充分用冷却剂冷却到零下二十几度，通上电流，让容器里的物质发生分解反应。莫瓦桑又聪明地想到，如果用玻璃导管和玻璃瓶来导出和收集氟气是行不通的，他知道氢氟酸能腐蚀玻璃，这是其他酸所没有的特性，再根据氯气的性质，推断氟气必会跟硅单质发生剧烈的反应。莫瓦桑采用以硅单质来检验氟气存在的方法，果然，当他打开电解容器上用萤石做成的帽盖，伸入一根硅条时，在阳极的上面，硅条突然着火燃烧起来。这说明阳极这一边，产生了大家等待已久的氟气。

现在化学上已有了更好的装置来生产氟气，防护的设备也更加完善。但是，人们总忘不了莫瓦桑，还有莫瓦桑以前的许多科学家，为制氟气所做的贡献和作出的牺牲。