數學史上曾經有過無數未解難題,這些難題曾經讓眾多數學家的腦細胞備受折磨,他們的主要武器是紙和筆。
物理學家們也遇到過難題,他們除了和數學家一樣在辦公室里提出理論,還需要用實驗來驗證他們的想法。但是,大多數時候,除了多費一些電以外,他們也是安全的。
在歷史上,化學家們則是需要勇氣的,他們為了解決難題,為了證明自己的設想,有些時候需要將安全置之度外,甚至需要冒著生命的風險。今天我們要說的乃是化學史上最悲壯的一段:化學元素史上,參加人數最多、危險最大、工作最難的研究課題——氟的發現歷程。

△ 螢石,現代氟化工的主要原料
對于危險的事情,我們可愛的舍勒同學總是沖在第一線的,1771年,他聽聞之前的一些故事,將螢石和硫酸放在一起加熱,結果發現玻璃容器都被腐蝕了,他認為這其中產生了一種酸性物質,他把這種酸性物質命名為“螢石酸”。現在我們知道了,這就是腐蝕性極強的氫氟酸!
我們沒有任何關于舍勒品嘗或者聞嗅氫氟酸的記錄,但是我們知道舍勒習慣親自“品嘗”一下發現的化學元素。他曾經聞過“火焰空氣”,還嘗過劇毒的氫氰酸,我們有理由相信,舍勒同學一定會與氫氟酸進行“親密接觸”。最終我們知道,舍勒同學,44歲,卒。

△圖為瑞典化學家舍勒
法國物理學家、化學家安培是一個善于思考的人,他從氫氟酸的各種性質看出來,這是一種和鹽酸類似的酸。1810年,他提出,氫氟酸中可能還有一種和氯相類似的新元素,他提議將它命名為“氟”,意思是易于流動的意思。安培的想法中已經有了“族”的模糊概念,也是門捷列夫提出元素周期律的基礎之一。
好在安培沒有去開展發現氟的實驗,所以他活到了61歲。

△圖為法國化學家安培
真正的化學家不會滿足于這種模糊的認知,他們最大樂趣莫過于發現了未知的事物,至于風險和安全,他們既然已經決定投身化學事業,就早已經將這些置之度外。
1813年,大帥哥戴維已經利用電流發現了幾種新元素,這次他決定用他的利器電流來分解氟化物。一開始,他用氯化銀和鉑做容器,向氫氟酸通電,結果鉑電極都被腐蝕了。
真是個厲害東西,竟然把白金都腐蝕!“好吧,那我干脆用氟化物:螢石做容器好了!氟化物已經是被氧化之后的產物,總不能繼續唄氧化了吧。”戴維想。
他重新通電,結果這次陽極收集到了氣體,戴維一檢查,發現是老熟人:氧氣。看來電解的是水,而不是氫氟酸。
戴維還是因此而影響了健康,所幸后來,戴維因為忙于其他工作而沒有繼續氟的研究,他最后活到了50歲。

△圖為英國化學家戴維
跟戴維同時期,法國科學家蓋呂薩克和泰納也用同樣的方法嘗試獲得氟,都沒有成功,這兩人還因為吸入過量的氫氟酸而中毒,被迫停止了實驗。

△圖為法國化學家蓋 呂薩克
1834年,戴維的徒弟法拉第接過師傅的衣缽,設法揭開制取游離氟的謎,未果。
1836年,蘇格蘭化學家諾克斯兄弟倆也向這一難題發起挑戰。他們用干燥的氯氣處理干燥的氟化汞,并用一片金箔放在容器的頂部,事實上他們確實得到了氟,依據就是頂部的金箔已經變成了氟化金,只是他們沒有想到連黃金都被制得的氟所腐蝕。更讓人唏噓的是,他們哥倆都嚴重中毒,弟弟托馬斯·諾克斯幾乎死亡,哥哥喬治·諾克斯被送到意大利療養了三年才恢復健康。
諾克斯兄弟之后,比利時化學家魯耶特不避艱辛和危險,不斷重復諾克斯兄弟的實驗,雖然采取了防毒措施力圖避免中毒,但因長期從事這項研究,最后竟因中毒太深而獻出了寶貴的生命。不久,法國化學家尼克雷也同樣殉難。
1854年,法國化學家弗雷米電解熔融的無水氟化鈣、氟化鉀和氟化銀,雖然在陰極上能析出這些金屬,陽極上也產生了少量氣泡,而生成的氣體很快將鉑電極腐蝕,即使他想盡了一切辦法,始終未能收集到氟。他又嘗試電解液態無水氟化氫,同樣失敗,因為氟化氫是共價化合物,即使是液態也不電離,因此是絕緣體。電解含水的氟化氫,前輩已經失敗了N次,分解是水不是氟化氫。
1869年,英國化學家哥爾也用電解法分解氟化氫,結果發生了爆炸。原來少量的氟單質生成,與分解水生成的氫氣化合引起爆炸。他又試驗了金、鉑、碳等多種電極材料,無一不遭到破壞。你看,氟的發現史簡直就是一部燒錢史,無數的黃金白金就這樣打了水漂。
氟的發現史上,經歷了那么多痛徹的失敗,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。