科学家在自然界发现元素氟

2022-02-21 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:592 /
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德国研究人员已经成功地证明了一种叫做安托万的矿物中存在元素氟。最具反应性的化学元素氟被声称不存在于自然界中。来自原位核磁共振波谱的第一个直接证据现在证明了元素氟在自然界中确实作为一种闭塞物存在于安托佐岩中氟是所有化学元素中最易起反应的,需要极其小心地处理。它的侵蚀性如此之强,以至......

德国研究人员已经成功地证明了一种叫做安托万的矿物中存在元素氟。

最具反应性的化学元素氟被声称不存在于自然界中。来自原位核磁共振波谱的第一个直接证据现在证明了元素氟在自然界中确实作为一种闭塞物存在于安托佐岩中

氟是所有化学元素中最易起反应的,需要极其小心地处理。它的侵蚀性如此之强,以至于玻璃实验室仪器无法抵抗它,甚至砖在暴露在氟气中时也会燃烧。然而,元素氟有许多工业应用,包括防腐蚀或燃料箱扩散屏障,它用于生产六氟化硫,用作高压开关的绝缘材料。

由于氟的极端性质,直到现在化学家们都相信氟在自然界中不能以元素形式存在,而只能以氟离子的形式存在,例如在萤石(CaF2)等矿物中,也称为萤石。其中的一种,即所谓的恶臭萤石或安托万矿,来自德国上帕拉蒂茨沃尔森多夫的玛丽亚矿,已经成为科学界争论了大约200年的对象。当被压碎时,它会散发出难闻的刺鼻气味。

许多著名的化学家,其中包括弗里德里希·沃勒(1800-1882)和尤斯图斯·冯·李比希(1803-1873),提出了各种物质来解释气味。多年来,科学家们求助于嗅觉测试、化学分析和复杂的质谱仪研究——得出了截然不同的结论。

除了元素氟之外,碘、臭氧、磷化合物、砷、硫、硒、氯、次氯酸和氢氟碳化物等物质也是气味的来源。迄今为止,还没有直接证据证明这种萤石含有氟,而且在破碎过程中没有形成这种气体。

最后,由慕尼黑工业大学的弗洛里安·克劳斯博士和路德维希-马克西米利安大学的约恩·施梅德·奥福·德·盖恩博士领导的一个小组已经成功地直接证明了氟在安托宗特的存在,这是毫无疑问的。他们的结果发表在《Angewandte Chemie》杂志的一篇论文中。

利用核磁共振波谱,科学家们能够原位识别氟,从而结束了关于恶臭氟石气味原因的长时间讨论。

研究人员说:“化学家怀疑恶臭的萤石中存在元素氟,这并不奇怪。“元素氟和元素钙通常会同时发生反应,但在这里却被并排发现,这一事实确实令人难以置信。”

然而,在安土岩的情况下,有非常特殊的条件:元素氟是通过矿物中微小的铀包裹体产生的,这些铀包裹体不断发出电离辐射,从而将萤石分裂成钙和元素氟。

氟保留在微小的包裹体中,通过非反应性萤石与钙分离,从而保留其元素形式。电离辐射还会导致钙团簇的形成,使安息香呈深色。

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书目信息:约恩·施梅特,马丁·曼格斯尔,弗洛里安·克劳斯。2012.自然界中二氟F2的存在——核磁共振波谱的原位证明和定量。安吉万德化学国际版。文章首次在线发表:2012年7月4日;doi: 10.1002/anie.201203515


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