【元素家族——連載63】最悲壯的元素髮現之路----氟的發現史（下）

氟的發現史上，經歷了那麼多痛徹的失敗，大家把這種未知元素稱為「死亡元素」，聞之色變。這沒有擋住勇者的腳步，還有很多化學家明知山有虎，偏向虎山行，弗雷米的學生莫瓦桑就是其中一個。

莫瓦桑是一個法國鐵路工人的兒子，從小家境困苦，一直到12歲，他才進入小學。雖然他的父親沒有錢給他買書和文具，但是他特別熱愛學習，尤其熱愛化學，他從老師那裡借來了各種化學書，如饑似渴地閱讀，同時，還自己動手做各種化學實驗。18歲那年，他因為家庭困難而輟學去藥店做了學徒。

在這期間，莫瓦桑竟然出了名。有一次，藥店里衝進來一個人，他汗流滿面，呼吸困難，大喊救命：「我中了砒霜毒。」老藥劑師搖搖頭，表示無能為力了。這時，莫瓦桑站了出來，他讓病人服用了一些酒石酸銻鉀和三氯化鐵，結果病人很快就好轉，過幾天就康復了。事後，巴黎的一家小報以《「起死回生」的藥店學徒》為題，報道了這件事，許多巴黎人都知道了莫瓦桑的名字。

【莫瓦桑在實驗室電解氫氟酸。】

當然莫瓦桑不是追求名利的人，他一邊做學徒，一邊自學，22歲那年，他考試通過，拿到了中學畢業證書，25歲那年，又拿到了大學畢業證書，並考上了化學家弗雷米的研究生，這成為他一生的轉折點。

在弗雷米的實驗室里，他貪婪的學習和實驗，經常連續十幾小時查閱資料和做實驗，有一次竟然連續工作三十小時。

在他進入弗雷米實驗室後的第二年，有一個同學拿著一個藥品的瓶子告訴他：「這是氟化鉀，世界上還沒有一個人能從裡面提取出單質氟。」

「我們的老師也不能嗎？」

「是的，大化學家戴維都失敗了，諾克斯、蓋呂薩克、魯耶特、尼克雷都失敗了，他們中的有一些中毒，有一些甚至送了命。」

從此，「單質氟」、「死亡元素」在莫瓦桑的腦海里不時的浮現出來，這已經成為他人生中最高遠的目標。

【莫瓦桑在實驗室里研究如何製取人造鑽石。】

1885年，莫瓦桑開始了他的人生工程。他先花了好幾個星期的時間查閱科學文獻，研究了幾乎全部有關氟及其化合物的著作。他認為已知的方法都不能把氟單獨分離出來，只有戴維設想的一種方法還沒有試驗過。戴維認為：磷和氧的親合力極強，如果能制氟化磷，再使氟化磷和氧作用，則可能生成氧化磷和氟，由於當時還沒有方法製得氟化磷，因而設想的實驗沒有實現。

於是莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅反應，得到了氣體的三氟化磷，然後把三氟化磷和氧的混合物通過電火花，結果發生了爆炸，燒壞了兩個白金管，更令人喪氣的是三氟化磷和氧生成的根本不是氟，而是氟氧化磷。

當時的化學還根本沒有化學勢的概念，從拉瓦錫時代開始，人們就一直認為氧的氧化性是最強的。氧元素甚至作為酸素幫助其他元素形成含氧酸，去氧化其他物質。現在人們發現了，氟甚至能作為氧的「酸素」，形成氟氧化物，這該有多強的氧化性能！

好了，過去的無數失敗教訓似乎是在論證一個騙子的悖論：我的瓶子里是腐蝕性最強的東西。當然就會有智者反駁：那它為什麼腐蝕不了你的瓶子呢？是的，我們知道氟是腐蝕性最強的單質，然而又要求我們找到能不被他腐蝕的容器，這得有多難！

【白金容器可以用作坩堝，但是卻很難抵禦氟的侵蝕。】

然而莫瓦桑絕對不會放棄，他想：氟必然是一種最活潑的非金屬元素，那就不能在高溫下製備它，也不能用一般的化學方法，如置換反應等。看來，只有用電解法了！

電解法同樣存在之前科學家們的問題；有水吧，只是把水分解成氫和氧；沒有水吧，怎麼導電呢？

莫瓦桑的方法是，在氟化砷、氟化磷中加入一點氟化鉀，這樣氟化鉀可以幫助室溫下的氟化砷、氟化磷導電。

莫瓦桑接通了電流，電流通了過去，陰極上開始慢慢積累了一層砷，莫瓦桑欣喜異常。可是沒過多久，反應慢慢停止了，他發現是因為陰極上的砷阻礙了導電。他正準備調整他的方案，卻發現自己的神志開始不清醒了，原來氟化砷和砷開始揮發，這些都是劇毒的物質。「難道我也會像之前的化學家，因為氟而死去嗎？」他用最後的力氣關閉了電流，昏倒了過去。

【莫瓦桑發現氟的裝置。】

當他醒來的時候，已經是幾個小時以後了，他的妻子路更正在他身邊哭泣。

「親愛的路更，跟你說過多少次了，你不要來我的實驗室，這裡全是毒品毒氣。」

「親愛的莫瓦桑，如果不是我過來打開通風，不知道你還能不能醒來。快停止你的實驗吧，休息一段時間。」

「哦，不！我不能休息，我的實驗馬上就要成功了！」

莫瓦桑又開始做實驗了，他找了一個白金的U型管，將它打磨光滑，氟與光滑的白金表面反應較慢。關鍵是塞子，在介面處，總有凹凸不平的地方，他花了四天時間將一大塊螢石磨製成一個塞子，這樣總算可以確保安全，而且讓氟可以不與塞子反應了。他將氟化砷、氟化磷、氟化鉀的混合物裝進U型管，又用冷卻劑將體系的溫度降到-23度，他插入電極，通上電流，很快，在陽極的上方，一絲又一絲淡黃色的氣體冒了出來。莫瓦桑激動異常，大喊道：「Fluorine！Fluorine！」

【莫瓦桑展示出空氣（1，左），氟氣（2，中）和氯氣（3，右）的顏色。】

「死亡元素」從舍勒開始，歷經100多年，終於被莫瓦桑提取了出來！在這背後，是無數化學家的血淚甚至他們的生命，這是一段悲壯的歷史，更凝聚著人類對於未知的渴望，這是人類文明最可貴的精神！朝聞道夕可死，此之謂也。

【莫瓦桑發現氟的裝置和他的諾獎證書。】

1906年，諾貝爾化學獎被授予莫瓦桑，以表彰他發現氟單質的貢獻。這個授獎是對他最有意義的回報，而且也正當時，短短兩個月後，莫瓦桑就因病去世了，臨死之前，他感嘆：氟奪走了我十年的生命！

莫瓦桑死後，他的妻子路更也因悲痛而去世。他們的兒子路易將他們的所有遺產20萬法郎捐獻給巴黎大學作為獎學金，一種叫做莫瓦桑化學獎，用以紀念他的父親；另一種叫做路更藥學獎，用以紀念他的母親。

【法國紀念莫瓦桑獲諾貝爾獎100周年而發行的郵票。】

文末，推薦一下我的公眾號：理性邊界。《元素家族》系列文章已經寫到鉑系元素，歷經200多篇，在公眾號里全系列連載。但知乎上均為審閱版本，公眾號里為原始版本，希望大家多多指點。

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