化学自习室移动版

     每一个搞化学研究的人都有一个习惯, 这就是每当他拿到一种从来没有见到过的新物质时, 总想要弄清楚这一物质里含有哪些成分? 是用什么原料, 经过怎样的方法制造出来的? 它有什么特性? 可以用来做什么? 等等．想要一下子解答这一串的问题, 并不是一件简单的事, 也不是三言两语就能说清楚的．解答化学之谜, 需要有许多人经久不息的努力去做很多实际而又艰苦的工作, 甚至为此而献出宝贵的生命!

　　这其中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孕育, 带着一身的煞气, 才得以出世的凶神．

　　化学中的氟、氯、溴、碘四种元素, 氯被最早发现．早在１７７４ 年, 就已经制出了氯气, 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, 而是因为在很长时间内所用手段的能力达不到．发现溴、碘制出单质的时间, 分别是１８２４ 年和１８１１年．

　　氟、氯、溴、碘好像是同一父母所生的四兄弟, 有着相同的血统, 在性格上既有相同的地方, 又有其各自不同的特点．

　　人们把它们按氟、氯、溴、碘的顺序排行, 并不是按发现的年代来分的, 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、碘四种原子, 都具有跟金属原子相结合的能力, 而且能力有大有小, 但肚量却是一样的, 如它们结合钠原子, 就都只能接纳一个, 结合时氟原子是如狼似虎, 而碘原子却是温文尔雅, 氯、溴则介乎两者之间．这种性格上的差别是由它们天生的性质所决定的．化学家是以它们这些不同性质为依据给它们排行顺序的, 并把它们作为元素体系中的一个很重要的家族．

　　而氟这个元素, 因为其化学性质非常活跃, 因此它让化学家们吃了很大的苦头, 经过几代人的努力, 才把它接生到这个世上来．

　　在发现氯气前, 人们就发明了盐酸．这是用食盐加浓硫酸时所产生的一种气体, 人们把这种气体用水吸收后, 便成了一种有酸性的液体, 就称这种液体为盐酸．第一次单质的氯气是用盐酸加软锰矿粉制出来的．

　　在１７８６ 年有人发现把萤石加浓硫酸, 也会产生制盐酸时那样的气体, 它溶到水中, 也同样会得到酸性的液体, 但是这种酸性的液体和其他任何物质, 包括软锰矿粉一起反应, 就无论如何也得不到成分更简单的物质了, 人们企图用它也能制出像氯气那样的一种新气体, 然而希望总是以失败而落空．但是实验越是失败, 化学家却越是坚信, 在这种酸性液体和萤石中, 一定含有一种从来未被人知道的新元素, 并在它尚未制出单质前, 就起了名字( 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Ⅶ A 族) ．

　　在１７８６ 年以后的漫长岁月里, 化学家们煞费苦心, 不屈不挠地辛勤劳动, 他们抱着一个共同的目的——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) , 这种氢氟酸及其气体氟化氢, 跟盐酸 (氢氯酸) 及其气体氯化氢不一样, 前者是有剧毒性的, 很多化学家因此中了毒, 甚至献出了宝贵的生命!

　　氟为什么总让人见不到它的真面目呢? 这是因为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分离出去．用化学反应的方法, 在当时情况下, 是完全不可能制出氟气单质来的, 制来制去不过是氟从这一种化合物中转移到另一种化合物中去而已．

　　化学家们因此就有些绝望了．真是行到山前疑无路, 竟然柳暗花明又一村．科学家后来发现了电的威力, 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, 这一种方法叫做电解．

　　化学家们运用电解的方法, 从而发现了多种新元素并制出它们的单质．

　　当然电解氟的化合物, 必然也可以制出氟气．由於氟的化学性质太活泼了, 在常温下它就能跟很多物质发生反应, 只要它在电极上刚一产生, 便和电极以及电解容器的材料发生反应, 怎么也难得到一点可见的氟气泡, 当然在这一过程中还会有人中毒．法国人莫瓦桑有着超人的毅力, 曾因为身体中毒, 而受到严重损伤导致四次中断实验, 最后直到１８８６ 年, 终於在他的实验室里制出了气体的氟．

　　莫瓦桑采用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, 也不会发生反应, 也很有可能不会被氟气腐蚀．他在这一电解容器中, 放入氢氟化钾和无水液体氟化氢的混合物, 充分运用冷却剂冷却到零下二十几度, 然后通上电流, 让容器里的化学物质发生分解反应．聪明的莫瓦桑又想到, 如果用玻璃导管和玻璃瓶来导出和收集氟气是行不通的, 因为他知道氢氟酸能腐蚀玻璃, 这也是其他酸所没有的特性, 再根据氯气的性质, 他推断出氟气必会跟硅单质发生剧烈的反应．因此莫瓦桑便采用以硅单质来检验氟气存在的方法, 当他打开电解容器上用萤石做成的帽盖, 伸入一根硅条, 这时在阳极的上面, 硅条突然着火燃烧起来．这个现象表明阳极这一边, 已产生了大家盼望已久的氟气．

　　现代化学上已有更好的装置来生产氟气了, 防护的设备也更加完善．然而, 人们总也忘不了莫瓦桑, 以及在莫瓦桑以前的许多科学家, 为制氟气所做的贡献及作出的牺牲．