為什麼氟被稱為“死亡元素”

氟被稱為"死亡元素",源於單質氟分離製備過程極其艱險,化學性質活潑且劇毒,眾多研究者如戴維、諾克斯兄弟等為此中毒甚至犧牲。法國化學家穆瓦桑經多年探索,於1886年首次成功電解製備單質氟,獲諾貝爾化學獎,後因接觸毒物早逝。

為什麼氟被稱為“死亡元素”

為什麼氟被稱為“死亡元素”

在化學元素發現和分離史上,單質氟的分離製備尤為艱辛,而且充滿了危險,給許多科學家帶來了難以磨滅的痛苦甚至死亡,氟元素因此獲得了“死亡元素”的恐怖稱號。讓我們來看看氟的艱難發現之旅吧!

螢石又稱氟石,是一種含氟的礦物,主要成分是氟化鈣。1768年,德國化學家馬格拉夫首次報導了氫氟酸。但直到1810年,法國科學家安培才正式提出氫氟酸中含有一種新的元素,英國化學家戴維將其命名為氟(fluorine)。但是,要想提取單質氟卻比預想的要艱難得多,此後長達70多年的製備單質氟的漫長而又悲壯的歷程就是明證。許多化學家投入到分離單質氟的研究中,然而,元素氟的分離是如此的危險和艱辛,早期的研究者為此付出了沉痛的代價,甚至是自己的生命。

英國化學家戴維最先嘗試製備單質氟,但很快就因為中毒而被迫放棄了研究。1836年,愛爾蘭科學院的喬治·諾克斯和托馬斯·諾克斯兩兄弟在製備氟的研究中都嚴重中毒。隨後,比利時的魯耶特和法國的尼克雷不幸中毒身亡。而英國化學家戈爾則在電解氫氟酸制氟的過程中遭遇了爆炸事故。

為什麼氟的分離這麼困難呢?這是因為氟是化學性質最活潑、氧化性(與其他元素發生化學反應時奪取電子的能力)最強的化學元素。通常的化學方法無法製備單質氟,只能通過電解的辦法才有可能得到它。而氟在常溫下是一種淺黃色的劇毒氣體,能和大多數其他元素發生反應,也可以和除全氟有機物以外的所有有機化合物發生劇烈反應;在受熱的情況下,氟還能腐蝕金、鉑等貴金屬。因此,當時的化學家在實驗中即使製備了少量的單質氟,也由於它立即與其他物質發生反應而難以收集、鑑定。另一方面,氟氣和氫氟酸有非常強的毒性,即使吸入少量也會中毒,甚至可能致命。在早期製備單質氟的探索中,由於當時實驗技術條件不夠完善,容易發生不慎吸入氟化氫而導致中毒的事故。

然而,科學家不屈不撓的探索精神和為真理獻身的精神是任何困難都阻止不了的。在汲取前人經驗教訓的基礎上,法國化學家穆瓦桑經過長期艱苦、細緻的探索,雖然多次中毒,仍然鍥而不捨,終於在1886年6月26日通過電解無水氟化氫和氟氫化鉀混合物的方法首次成功製備分離了單質氟。直至今天,現代工業大規模生產氟氣仍然利用穆瓦桑電解制氟的方法。1906年,為了表彰他在製備元素氟方面所做的傑出貢獻以及所發明的穆氏電爐,穆瓦桑被授予諾貝爾化學獎。1907年,由於長期和劇毒物質接觸,嚴重損害了健康,年僅55歲的穆瓦桑過早地離開了人世。