不佛系的“氟”

说到“氟”你会想起什么？氟利昂？含氟牙膏？诺氟沙星？

氟属于非金属元素，在元素周期表中排在第九位（第二周期，ⅦA族），是典型的卤族元素之一，通常用英文字母F表示。

氟元素并不算罕见，日常生活中总能遇到，但它的发现历程并不简单，堪称化学元素发现史上持续时间最长、危险性最大、参加人数最多的研究。为了制取氟气和研究氟的性质，几代化学家不惜付出了生命的代价。

氟（Fluorine）的名字来自萤石，或者叫氟石（CaF2, fluorspar/fluorite）。17世纪，人们发现加热萤石时萤石会放光，于是将这种现象称为萤光（fluorescence）现象，氟的名字正是来源于此。

氟石（CaF2, fluorspar/fluorite）

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1774年，瑞典化学家卡尔·威尔海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)在研究硫酸与萤石的反应时发现用于研究的玻璃容器被腐蚀了，由此判断反应产生了一种酸性气体（氢氟酸HF）。44岁去世的舍勒是否真的与氢氟酸有过接触我们不得而知，但是他为后来的化学家对“氟”的研究打开了大门。

1810年，法国物理学家、化学家和数学家安德烈·玛丽·安培（André-Marie Ampère）通过分析氢氟酸的性质，提出了“氟”这个名字。但是安培没有进行提取氟的实验。

1813年，英国化学家汉弗里·戴维（Humphry Davy）尝试用电解法分解氢氟酸。最初，他以氯化银和铂为容器向氢氟酸通电，结果氢氟酸把铂电极腐蚀了。后来戴维又以萤石为容器进行试验，然而这次却收集到了氧气。不但试验以失败告终，戴维的健康还因此受到了影响。

同一时期，法国著名化学家与物理学家约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克（Joseph Louis Gay-Lussac）与化学家路易斯·雅克·泰纳（Louis Jacques Thénard）合作，他们试图通过电解法制得单质氟，但没有成功。实验没成功不说，二人还因吸入过量的氢氟酸出现中毒现象，不得不停止研究。

1834年，法拉第（Michael Faraday）接过师傅戴维的衣钵，设法揭开制取游离氟的谜底，依旧未能成功。

1836年，苏格兰化学家乔治·诺克斯（George Knox）及托马士·诺克斯（Thomas Knox）兄弟二人向这一难题发起挑战。两人将一片金箔放在容器的顶部，用干燥的氯气处理干燥的氟化汞，发现顶部的金箔被氧化成为了氟化金。两人未能得到单质氟，还因实验中毒，托马斯·诺克斯差点死于氟中毒，乔治·诺克斯中毒情况没那么严重，但也在疗养院治疗多年才恢复健康。

后来，比利时化学家保林·鲁耶特（Paulin Louyet）和法国化学家杰罗姆·尼克雷（Jérôme Nicklès）先后开展进一步的研究，最终因此中毒，为科学献身。

1854年，法国化学家埃德蒙·弗雷米（Edmond Frémy）多次用电解法电解熔融的无水氟化钙、氟化钾和氟化银，生成的气体很快将铂电极腐蚀，始终未能收集到氟。他又尝试电解液态无水氟化氢，同样失败。

1869年，英国化学家比尔·哥尔（Bill Gore）也决定尝试用电解法分解氟化氢制备氟单质，实验确实产生了少量单质氟，但由于不了解氟的性质，导致单质氟与氢气发生了剧烈的化合反应，引发了爆炸事故。

亨利·莫瓦桑（Henri Moissan：1852年9月28日-1907年2月20日）

法国为纪念莫瓦桑获得诺贝尔奖100周年发行的邮票，后面的装置就是电解产生氟的设备

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直到1886年，法国化学家亨利·莫瓦桑（Henri Moissan）用白金制作U型管（氟与白金反应较慢），萤石做塞子，电解了以无水氢氟酸为溶剂的KHF2溶液，得到了一种能瞬间点燃晶体硅的气体——氟气。在1906年，莫瓦桑因为发现了“氟(fluorine)”而被授予诺贝尔化学奖，也因此成为了在化学元素发现中做出贡献而获诺贝尔化学奖的第二人。

化学史上的另一座里程碑也是藉由氟的使用而奠定的：1962年，尼尔·巴特利特（Neil Bartlett）制备了氟化氙，这证明了惰性气体的反应活性，也挑战了曾经被广泛认可的观点，即“惰性气体不参与化学反应”。这引发了一系列包括氟化氪和氟化氡在内的惰性气体氟化物及其衍生物的制备。

回顾氟元素及其单质的发现史，你会看到一代代化学家为此殉难，献出自己宝贵的生命。正可谓：“朝闻道，夕死可矣”，科学家们面对未知世界莫大的勇气和不屈不挠的精神永远值得后人学习。

审核专家：孙亚飞，清华大学化学博士。