化学—勇敢者的领地(2)
本生从1843年起研究剧毒易燃的二甲砷基化合物,实验中发生爆炸掀开了面罩,玻璃碎片飞进他的右眼造成永久失明。1868年实验室又发生铑和铱金属粉末爆炸,几乎夺去另一只眼睛。本生两次因吸入含砷化合物而严重中毒,多亏自己发现的水合氧化铁解毒剂才使他起死回生;1845年冰岛海克拉火山爆发,本生“赴汤蹈火”深入到地下30多米,对超过100℃的“过热水”源头观测研究,发现了间歇泉的喷涌机理。本生的一双大手如同专为化学实验定做的,饱受酸碱腐蚀和烟火熏烤,像铁匠和木匠的手一样长满老茧。他从来不用钳子而用手揭开灼热的坩埚盖,他用指头在本生灯上测试火焰温度,他的右手拇指在“用进退废”中比左手拇指大一号,能轻松利索堵住测气管口。只有在和女士同赴宴席时,才会尽量把引为自豪的大手悄悄藏到桌下。本生因沉迷于实验而严重怠慢了女友致使终身未娶,但却广树桃李、弟子如云,他的学生中有门捷列夫和三位诺贝尔奖获得者拜耳、哈伯、勒纳德。而大巧若拙、履险若夷的本生精神成了化学行业的表率和典范。
化学界的“氟之殇”
化学界最旷日持久、英勇悲壮的一役,大概要数将氟“捉拿归案”了。氟作为卤族元素中“个头”最小、电负性最强的原子,化学性质超级活泼,几乎能和一切金属或非金属剧烈反应,产生牢不可破、难解难分的化合物,地球上从来没有游离状态的氟。自从1771年舍勒从氟石中制出氢氟酸后,戴维便对氟加以命名并率先尝试用电解法分离出单质。而氟却会“咬烂”电极,“撕裂”容器,没有一种材料耐得住它的腐蚀。氢氟酸的毒性尤为可怕,不仅吸入后摧毁肺脏和软组织,只要接触皮肤便能以小分子的“灵巧身段”钻进体内,并向纵深穿插直至刻骨,和体内的钙、镁结合,破坏神经系统而造成肌肉麻痹和心脏停搏。![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-7-l.jpg)
莫瓦桑
但科学家并没有“谈氟色变”。1836年,爱尔兰的诺克斯兄弟用氟石当容器,对氟化银和氟化汞进行电解,哥哥几乎中毒身亡,弟弟3年卧床不起;1850年,比利时化学家鲁耶特出师未捷,便因吸入过多氢氟酸而不幸捐躯;此后牺牲于“氟之殇”的是法国化学家尼克尔;1856年,巴黎理工学院教授弗雷米电解氟化钙,眼见阴极上生成了氟,却摇身即变,无法捕捉;1869年,英国科学家戈尔电解氟化银已颇有勝算,但得到的少量氟气却和阴极产生的氢气发生爆炸,最终落得负伤下阵,功败垂成。
历经百年损兵折将和生聚教训,法国化学家莫瓦桑挑起了天降大任。这位弗雷米的学生和尼克尔的同乡曾使用多种方法,但均告失败,4次因严重中毒而被迫停止实验,最终选取了氢氟酸和氟化钾混合配方—既维持无水性又确保导电性。并用铂铱合金U形管为容器,以天然氟石盖子密封。最关键的突破是将电解装置冷冻到-23℃的低温,减缓氟和铂金电极的反应速度。莫瓦桑可谓“使尽了拖刀计,费尽了担山力”,1886年6月26日,“撒旦元素”氟终于一举成擒,现出淡黄色气体的原形和“真身”。人类自此把卤族元素尽收彀中。1906年莫瓦桑成为法国第一个诺贝尔奖得主,但2个多月后便在巴黎猝然病逝,年仅54岁。![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-8-l.jpg)
萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-9-l.jpg)
萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-10-l.jpg)
萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样
因为和化学打交道而遇险蒙难的科学家是指不胜屈的。盖·吕萨克、法拉第都曾在爆炸中眼睛受伤;诺贝尔家族更为“安全炸药”付出了亲人的生命;万花筒的发明者布鲁斯特曾因化学毒物溅入双目而终身备受煎熬;太阳光谱吸收线发现者夫朗禾费长期研制玻璃透镜而铅中毒,39岁便英年早逝;碳14发现者鲁本在实验事故中死于碳酰氯中毒。
随着防护技术的进步和操作规范的严格,化学实验室不再是危机四伏的地方,但却从来没有告别风险。1996年8月14日,美国新罕布什尔州达特茅斯学院48岁的化学教授沃特哈恩不慎将一滴二甲基汞落在左手手套上,虽然立即彻底清洗,但剧毒却已经渗透乳胶进入皮肤,沃特哈恩最终因汞中毒于次年6月8日去世;2006年3月24日,法国米卢斯国立高等化学院实验室发生爆炸使大楼摧毁,41岁的光化学家布尔吉特当场身亡;2009年12月29日,美国加州大学洛杉矶分校23岁的化学助理桑吉在处置叔丁基锂时不慎起火,造成3度烧伤并于18天后去世……令人痛心的清单每年都在继续延伸,并且永远不会打住。在化学家们已经发现118种元素和掌握6000万种物质及其相互作用的今天,诚如诺贝尔奖得主沃尔伍德所言,“从老的自然界旁边又建立了一个新的自然界”。而人类知识疆界的每次开拓,都必须准备跨过未知的雷区和不测的陷阱。 (赵致真)
化学界的“氟之殇”
化学界最旷日持久、英勇悲壮的一役,大概要数将氟“捉拿归案”了。氟作为卤族元素中“个头”最小、电负性最强的原子,化学性质超级活泼,几乎能和一切金属或非金属剧烈反应,产生牢不可破、难解难分的化合物,地球上从来没有游离状态的氟。自从1771年舍勒从氟石中制出氢氟酸后,戴维便对氟加以命名并率先尝试用电解法分离出单质。而氟却会“咬烂”电极,“撕裂”容器,没有一种材料耐得住它的腐蚀。氢氟酸的毒性尤为可怕,不仅吸入后摧毁肺脏和软组织,只要接触皮肤便能以小分子的“灵巧身段”钻进体内,并向纵深穿插直至刻骨,和体内的钙、镁结合,破坏神经系统而造成肌肉麻痹和心脏停搏。
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莫瓦桑
但科学家并没有“谈氟色变”。1836年,爱尔兰的诺克斯兄弟用氟石当容器,对氟化银和氟化汞进行电解,哥哥几乎中毒身亡,弟弟3年卧床不起;1850年,比利时化学家鲁耶特出师未捷,便因吸入过多氢氟酸而不幸捐躯;此后牺牲于“氟之殇”的是法国化学家尼克尔;1856年,巴黎理工学院教授弗雷米电解氟化钙,眼见阴极上生成了氟,却摇身即变,无法捕捉;1869年,英国科学家戈尔电解氟化银已颇有勝算,但得到的少量氟气却和阴极产生的氢气发生爆炸,最终落得负伤下阵,功败垂成。
历经百年损兵折将和生聚教训,法国化学家莫瓦桑挑起了天降大任。这位弗雷米的学生和尼克尔的同乡曾使用多种方法,但均告失败,4次因严重中毒而被迫停止实验,最终选取了氢氟酸和氟化钾混合配方—既维持无水性又确保导电性。并用铂铱合金U形管为容器,以天然氟石盖子密封。最关键的突破是将电解装置冷冻到-23℃的低温,减缓氟和铂金电极的反应速度。莫瓦桑可谓“使尽了拖刀计,费尽了担山力”,1886年6月26日,“撒旦元素”氟终于一举成擒,现出淡黄色气体的原形和“真身”。人类自此把卤族元素尽收彀中。1906年莫瓦桑成为法国第一个诺贝尔奖得主,但2个多月后便在巴黎猝然病逝,年仅54岁。
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萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样
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萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样
![](/images/paper/1002-9567/201815/20181504-10-l.jpg)
萤石又称氟石,主要成分是氟化钙。自然界中的萤石色彩多样
因为和化学打交道而遇险蒙难的科学家是指不胜屈的。盖·吕萨克、法拉第都曾在爆炸中眼睛受伤;诺贝尔家族更为“安全炸药”付出了亲人的生命;万花筒的发明者布鲁斯特曾因化学毒物溅入双目而终身备受煎熬;太阳光谱吸收线发现者夫朗禾费长期研制玻璃透镜而铅中毒,39岁便英年早逝;碳14发现者鲁本在实验事故中死于碳酰氯中毒。
随着防护技术的进步和操作规范的严格,化学实验室不再是危机四伏的地方,但却从来没有告别风险。1996年8月14日,美国新罕布什尔州达特茅斯学院48岁的化学教授沃特哈恩不慎将一滴二甲基汞落在左手手套上,虽然立即彻底清洗,但剧毒却已经渗透乳胶进入皮肤,沃特哈恩最终因汞中毒于次年6月8日去世;2006年3月24日,法国米卢斯国立高等化学院实验室发生爆炸使大楼摧毁,41岁的光化学家布尔吉特当场身亡;2009年12月29日,美国加州大学洛杉矶分校23岁的化学助理桑吉在处置叔丁基锂时不慎起火,造成3度烧伤并于18天后去世……令人痛心的清单每年都在继续延伸,并且永远不会打住。在化学家们已经发现118种元素和掌握6000万种物质及其相互作用的今天,诚如诺贝尔奖得主沃尔伍德所言,“从老的自然界旁边又建立了一个新的自然界”。而人类知识疆界的每次开拓,都必须准备跨过未知的雷区和不测的陷阱。 (赵致真)