亨利(li)·莫瓦(wa)桑于1852年(nian)(nian)9月28日出(chu)生(sheng)在巴黎,曾在市立(li)中學(xue)(xue)(xue)(xue)上學(xue)(xue)(xue)(xue),后(hou)因家(jia)境(jing)清寒(han),中途輟學(xue)(xue)(xue)(xue)。由于喜愛化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue),二十歲時(shi)到巴黎一(yi)家(jia)藥(yao)房學(xue)(xue)(xue)(xue)徒,在實(shi)際工作(zuo)中獲得(de)(de)了許(xu)多化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)知(zhi)識(shi),并且曾經利(li)用(yong)自學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)知(zhi)識(shi)救活過一(yi)位(wei)企圖(tu)服砷自盡的(de)人。1872年(nian)(nian)他在法國自然(ran)博物館館長和工藝學(xue)(xue)(xue)(xue)院(yuan)教授雷米法的(de)實(shi)驗室學(xue)(xue)(xue)(xue)習化(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue);1874年(nian)(nian)到巴黎藥(yao)學(xue)(xue)(xue)(xue)院(yuan)臺赫倫教授的(de)實(shi)驗室工作(zuo),1877年(nian)(nian)才(cai)獲得(de)(de)理學(xue)(xue)(xue)(xue)士學(xue)(xue)(xue)(xue)位(wei),后(hou)來又取得(de)(de)了高級藥(yao)劑師(shi)的(de)資格。
莫瓦(wa)桑一開始是研究生(sheng)理化(hua)學(xue)(xue)(xue)的,這很符合(he)當時的潮流(liu),即幾乎所有(you)的化(hua)學(xue)(xue)(xue)家(jia)都在研究有(you)機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)。1876年法國(guo)化(hua)學(xue)(xue)(xue)家(jia)杜(du)馬法為此發表(biao)了感(gan)想:“我國(guo)的化(hua)學(xue)(xue)(xue)研究領域大部分為有(you)機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)占領,太缺少無(wu)機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)的研究了。”就(jiu)在這時,莫瓦(wa)桑卻轉(zhuan)而(er)研究起(qi)無(wu)機(ji)化(hua)學(xue)(xue)(xue)來。
莫瓦桑的第(di)一(yi)項(xiang)無(wu)機化學研(yan)究課題(ti)是自(zi)(zi)燃(ran)鐵(發火金屬(shu);打火石(shi))的研(yan)究。在莫瓦桑之前,德國化學家斯特羅(luo)邁耶曾經(jing)研(yan)究過自(zi)(zi)燃(ran)鐵,他認為這種能夠(gou)自(zi)(zi)燃(ran)的物質不是金屬(shu)鐵,而是氧化亞(ya)鐵。莫瓦桑將(jiang)氧化亞(ya)鐵放在氫氣(qi)流下(xia)加(jia)熱還原,制(zhi)備了(le)自(zi)(zi)燃(ran)鐵,證明這種能自(zi)(zi)燃(ran)的物質不是氧化亞(ya)鐵,而是金屬(shu)鐵。
莫瓦桑(sang)一(yi)(yi)生中所獲得的(de)最(zui)大成(cheng)就是利用(yong)電解法制(zhi)得單質(zhi)氟,解決了(le)(le)一(yi)(yi)個非常難的(de)問題。早在(zai)十(shi)六世紀(ji),人們就開始利用(yong)氟化物(wu)了(le)(le),1529年阿格(ge)里(li)柯(ke)拉就描述過利用(yong)螢(ying)(ying)石(shi)(氟化鈣)作為熔礦的(de)熔劑,它能使(shi)礦石(shi)在(zai)熔融(rong)時變得更加容易流(liu)動(dong)。1670年,著名的(de)玻(bo)(bo)璃加工(gong)工(gong)業施(shi)萬哈(ha)德家族發(fa)現(xian),利用(yong)螢(ying)(ying)石(shi)與硫(liu)酸的(de)反應(ying)所產生的(de)氣體能腐蝕玻(bo)(bo)璃,從而(er)創造了(le)(le)一(yi)(yi)種不用(yong)金(jin)剛石(shi)或其他磨料來刻蝕玻(bo)(bo)璃的(de)方法,能在(zai)玻(bo)(bo)璃上刻蝕出(chu)人物(wu)、動(dong)物(wu)、花(hua)卉等圖案。1768年馬(ma)格(ge)拉夫德對螢(ying)(ying)石(shi)進行了(le)(le)研究,發(fa)現(xian)它與石(shi)膏(gao)和(he)重晶石(shi)不同,指出(chu)了(le)(le)螢(ying)(ying)石(shi)并(bing)不是一(yi)(yi)種硫(liu)酸鹽(yan)。
1771年舍勒在玻璃曲頸甑內加熱螢(ying)石和硫酸(suan)的(de)混合物時,發現(xian)玻璃的(de)內壁(bi)被腐蝕了。1810年安培法根據氫氟酸(suan)的(de)性質,指(zhi)出其中可能(neng)含(han)有一種與(yu)氯相似的(de)元(yuan)素,戴維也得(de)出了同(tong)樣的(de)結論。
德國化學家許村貝格認為氫氟(fu)(fu)酸中(zhong)所含的(de)(de)(de)(de)這(zhe)種元素是一(yi)切(qie)元素中(zhong)最活潑的(de)(de)(de)(de),所以要(yao)將這(zhe)種元素從它的(de)(de)(de)(de)化合(he)物中(zhong)離析出來將是一(yi)件非常困難的(de)(de)(de)(de)事情。1813年戴維曾經(jing)嘗試利(li)用電解(jie)(jie)氟(fu)(fu)化物的(de)(de)(de)(de)方法制取單質氟(fu)(fu)。一(yi)開始,他用金和鉑做容器(qi),但它們都被(bei)腐蝕(shi)了(le)。后來他改用螢石(shi)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)容器(qi)進行電解(jie)(jie),腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)問題雖然解(jie)(jie)決了(le),但是也得不(bu)到氟(fu)(fu),后因身(shen)患嚴重疾病而停止了(le)實驗。
接著,喬治·諾克斯(si)和托馬斯(si)·諾克斯(si)弟(di)兄二人(ren)利用干(gan)燥(zao)(zao)的(de)氯氣處理干(gan)燥(zao)(zao)的(de)氟(fu)化(hua)汞(gong),他們(men)將(jiang)一片金(jin)(jin)箔(bo)放在玻璃接受器(qi)的(de)頂部(bu)。實驗結果證(zheng)明金(jin)(jin)變成了(le)氟(fu)化(hua)金(jin)(jin),于是(shi)他們(men)推斷反應(ying)中(zhong)產生了(le)氟(fu),但是(shi)他們(men)始終收(shou)集(ji)不(bu)到單質氟(fu),也就(jiu)無法確證(zheng)他們(men)已經制得了(le)氟(fu),而且兩人(ren)都(dou)嚴重(zhong)中(zhong)毒(du)。
繼諾克(ke)斯兄(xiong)弟(di)之(zhi)后(hou),魯耶特也(ye)對制備(bei)氟(fu)進行了長期(qi)的(de)研究,最(zui)后(hou)竟因中毒太(tai)深而獻出了自己的(de)生(sheng)命(ming)。不(bu)久,法國(guo)化學(xue)家尼克(ke)雷也(ye)遭到了同樣的(de)命(ming)運。
莫瓦桑(sang)的(de)(de)老師弗雷(lei)米(mi)也(ye)是一位研究制(zhi)備氟(fu)(fu)的(de)(de)化學(xue)家。弗雷(lei)米(mi)曾經(jing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)熔融(rong)的(de)(de)無水(shui)氟(fu)(fu)化鈣(gai)、氟(fu)(fu)化鉀和(he)氟(fu)(fu)化銀,雖然在陰極上能(neng)析(xi)出這些金屬(shu),陽極上也(ye)產生(sheng)了(le)少量氣體(ti),但是即(ji)使他(ta)(ta)想盡了(le)一切辦法,始終未能(neng)收(shou)集到(dao)氟(fu)(fu)。看(kan)來,在如此高的(de)(de)溫(wen)度下進行電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie),產生(sheng)的(de)(de)氟(fu)(fu)會(hui)(hui)立(li)即(ji)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)容器和(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極發生(sheng)反應而消失(shi)。他(ta)(ta)又試驗(yan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)無水(shui)氟(fu)(fu)化氫(qing),但發現它(ta)并(bing)不導電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),只(zhi)有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)吸潮的(de)(de)氟(fu)(fu)化氫(qing)液體(ti)時,才會(hui)(hui)有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流通過,但是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)結果卻只(zhi)能(neng)收(shou)集到(dao)氫(qing)、氧(yang)和(he)臭(chou)氧(yang),并(bing)未收(shou)集到(dao)氟(fu)(fu)。看(kan)來,即(ji)使產生(sheng)了(le)氟(fu)(fu),也(ye)已經(jing)與水(shui)蒸氣發生(sheng)反應了(le)。
與(yu)此同時(shi),英國(guo)化(hua)(hua)學家(jia)哥爾英也(ye)用電(dian)解(jie)法分解(jie)氟化(hua)(hua)氫(qing),但是在實驗(yan)時(shi)發(fa)(fa)生了爆炸(zha),顯(xian)然(ran)是產生的(de)(de)少量氟與(yu)氫(qing)氣發(fa)(fa)生了化(hua)(hua)學反應。他還試驗(yan)過(guo)各種電(dian)極材料,如碳、金(jin)、鈀、鉑(bo),但是碳電(dian)極在電(dian)解(jie)時(shi)立即(ji)被(bei)粉(fen)碎,鉑(bo)、金(jin)、鈀也(ye)遭受不同程(cheng)度的(de)(de)腐蝕(shi)。這么(me)多(duo)(duo)的(de)(de)化(hua)(hua)學家(jia)的(de)(de)努力(li)雖然(ran)都失(shi)敗了,但是他們的(de)(de)心(xin)血并沒有(you)白費,而是從失(shi)敗中獲得了許多(duo)(duo)教訓(xun)和(he)經驗(yan),為后來制取(qu)出氟創造了有(you)利(li)的(de)(de)條件。
年輕的(de)(de)莫(mo)瓦(wa)桑看到制(zhi)備單(dan)質(zhi)(zhi)氟(fu)這個(ge)研究(jiu)課(ke)題難(nan)(nan)倒了這么多的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)家(jia),不(bu)(bu)但沒有氣餒,反(fan)而下了很大(da)的(de)(de)決(jue)心要(yao)攻克這一(yi)難(nan)(nan)關(guan)。戴(dai)(dai)維(wei)曾(ceng)經預(yu)言過(guo):磷與氧(yang)之間有極大(da)的(de)(de)親(qin)和力(li),如(ru)果在(zai)螢石制(zhi)成(cheng)(cheng)的(de)(de)容器(qi)中(zhong)將氧(yang)與氟(fu)化(hua)(hua)磷發生(sheng)反(fan)應,將會獲得(de)單(dan)質(zhi)(zhi)氟(fu)。但是(shi)(shi)戴(dai)(dai)維(wei)本人并(bing)未完(wan)成(cheng)(cheng)這一(yi)實驗,因為當時他還不(bu)(bu)知道氟(fu)化(hua)(hua)磷的(de)(de)制(zhi)法(fa)。莫(mo)瓦(wa)桑用氟(fu)化(hua)(hua)鉛與磷化(hua)(hua)銅(tong)在(zai)一(yi)起加熱的(de)(de)方法(fa)制(zhi)得(de)了氟(fu)化(hua)(hua)磷PF3,它(ta)是(shi)(shi)一(yi)種氣體。然(ran)后讓氧(yang)氣和氟(fu)化(hua)(hua)磷的(de)(de)混合物通過(guo)電火花,雖然(ran)也發生(sheng)了爆炸反(fan)應,但是(shi)(shi)并(bing)沒有獲得(de)預(yu)期的(de)(de)結果,得(de)到的(de)(de)不(bu)(bu)是(shi)(shi)單(dan)質(zhi)(zhi)氟(fu),而是(shi)(shi)氟(fu)氧(yang)化(hua)(hua)磷POF3。
弗雷米(mi)曾(ceng)經指(zhi)出電(dian)(dian)解(jie)可能是制(zhi)取單(dan)質氟(fu)(fu)(fu)的最有效的方(fang)法,莫瓦桑認(ren)為電(dian)(dian)解(jie)金(jin)屬(shu)(shu)氟(fu)(fu)(fu)化物(wu)如果在高溫下(xia)進行,不(bu)僅存在著許多技(ji)術上的困(kun)難,而且即使在高溫下(xia)生成了氟(fu)(fu)(fu),它(ta)也會全部與(yu)電(dian)(dian)解(jie)容器、電(dian)(dian)極材料發(fa)生反應。因此他(ta)深信只能采用低溫電(dian)(dian)解(jie)的方(fang)法,而且要用非金(jin)屬(shu)(shu)氟(fu)(fu)(fu)化物(wu)代(dai)替(ti)金(jin)屬(shu)(shu)氟(fu)(fu)(fu)化物(wu)。
莫瓦(wa)桑開始用三(san)(san)氟(fu)化(hua)砷(shen)進行電(dian)(dian)解,三(san)(san)氟(fu)化(hua)砷(shen)在(zai)室(shi)溫下是(shi)一(yi)種(zhong)液體,為了(le)(le)使(shi)它導電(dian)(dian),他(ta)往三(san)(san)氟(fu)化(hua)砷(shen)中加入氟(fu)化(hua)鉀(jia)。但是(shi)電(dian)(dian)解了(le)(le)一(yi)段時(shi)間以后(hou)(hou),就發(fa)現電(dian)(dian)流停止(zhi)了(le)(le)。經過檢查,發(fa)現在(zai)陰(yin)極上沉積了(le)(le)一(yi)層單質砷(shen),使(shi)導電(dian)(dian)能(neng)力(li)顯著減弱。后(hou)(hou)來,莫瓦(wa)桑雖然使(shi)用了(le)(le)很強的電(dian)(dian)源,也(ye)沒有(you)制出氟(fu),而他(ta)本(ben)人卻因為砷(shen)中毒,嚴重地影(ying)響(xiang)了(le)(le)健康,不(bu)得已把實驗暫時(shi)停頓下來。
過了(le)(le)不久,莫(mo)(mo)瓦桑的(de)(de)健康(kang)狀(zhuang)況有了(le)(le)好轉,他又開始致(zhi)力于制取單質氟(fu)了(le)(le)。現(xian)在(zai),唯(wei)一(yi)的(de)(de)方(fang)案只有電解(jie)氟(fu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)。莫(mo)(mo)瓦桑按照弗雷米的(de)(de)方(fang)法(fa),在(zai)鉑制的(de)(de)曲頸甑中蒸餾氟(fu)氫(qing)(qing)(qing)酸鉀KHF2以制取無(wu)水(shui)氟(fu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)。他用(yong)(yong)鉑制的(de)(de)U形管做(zuo)電解(jie)容器(qi);用(yong)(yong)鉑銥合金做(zuo)電極(ji),并(bing)用(yong)(yong)氯仿做(zuo)冷(leng)卻劑(ji)將無(wu)水(shui)氟(fu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)冷(leng)卻到(dao)-23℃進行電解(jie)。在(zai)陰極(ji)上產(chan)(chan)生了(le)(le)許多(duo)氫(qing)(qing)(qing)氣,但(dan)(dan)是(shi)在(zai)陽(yang)極(ji)并(bing)未產(chan)(chan)生氟(fu)。經過檢(jian)查(cha),發(fa)現(xian)裝電極(ji)的(de)(de)塞子(zi)被腐蝕了(le)(le)。莫(mo)(mo)瓦桑推測(ce),電解(jie)時一(yi)定產(chan)(chan)生了(le)(le)氟(fu),但(dan)(dan)是(shi)它立即與塞子(zi)發(fa)生了(le)(le)反應,以致(zhi)未能收(shou)集(ji)到(dao)氟(fu)。于是(shi),他改(gai)用(yong)(yong)螢石做(zuo)成(cheng)的(de)(de)塞子(zi)。最后,許多(duo)年以來(lai)化(hua)(hua)學家夢寐以求(qiu)的(de)(de)理想終于達到(dao)了(le)(le),1886年6月26日莫(mo)(mo)瓦桑在(zai)電解(jie)氟(fu)化(hua)(hua)氫(qing)(qing)(qing)時,在(zai)陽(yang)極(ji)部(bu)分產(chan)(chan)生了(le)(le)一(yi)種氣體,它遇到(dao)單質硅能立即著火,收(shou)集(ji)到(dao)的(de)(de)氟(fu)與水(shui)發(fa)生反應產(chan)(chan)生臭氧;與氯化(hua)(hua)鉀發(fa)生反應產(chan)(chan)生氯氣。通過各種化(hua)(hua)學反應,發(fa)現(xian)氟(fu)具(ju)有驚人的(de)(de)活潑性。
由于莫(mo)瓦(wa)(wa)(wa)桑不(bu)是法(fa)國科學院院士,所以(yi)他(ta)的(de)論文只能請(qing)德(de)(de)布(bu)雷(lei)代為申請(qing),1886年(nian)6月(yue)28日德(de)(de)布(bu)雷(lei)給(gei)法(fa)國科學院寫了(le)一(yi)(yi)份簡短的(de)報(bao)告,介紹了(le)莫(mo)瓦(wa)(wa)(wa)桑的(de)發(fa)現,并指出:嚴(yan)格的(de)裁判決不(bu)會使莫(mo)瓦(wa)(wa)(wa)桑的(de)光輝(hui)成就(jiu)稍有遜色。法(fa)國科學院為了(le)確認這(zhe)一(yi)(yi)發(fa)現的(de)真(zhen)實性,指定了(le)一(yi)(yi)個審查委(wei)(wei)員會,委(wei)(wei)員會的(de)成員包(bao)括貝特羅(luo)法(fa)、德(de)(de)布(bu)雷(lei)、弗雷(lei)米。當然,莫(mo)瓦(wa)(wa)(wa)桑以(yi)最細心(xin)的(de)準備工作來迎接(jie)這(zhe)一(yi)(yi)次(ci)審查。但是在委(wei)(wei)員會開會時,他(ta)的(de)那(nei)套電(dian)解(jie)裝(zhuang)置竟然出現了(le)前(qian)所未有的(de)故障,電(dian)解(jie)裝(zhuang)置中既沒有電(dian)流通(tong)過,也(ye)不(bu)曾制得一(yi)(yi)點氟(fu)氣(qi)。貝特羅(luo)安(an)慰(wei)了(le)這(zhe)位年(nian)輕的(de)科學家以(yi)后(hou),這(zhe)三位化學界的(de)前(qian)輩就(jiu)匆匆地離開了(le)會場。
莫(mo)瓦桑并不(bu)(bu)(bu)因此而灰心,因為他已經親(qin)手制出過氟(fu)(fu)(fu),他對自己的(de)發現是深信不(bu)(bu)(bu)疑的(de)。經過幾天(tian)的(de)努力,他終于找(zhao)到了這(zhe)一(yi)次實驗(yan)(yan)失敗的(de)原因,失誤發生在(zai)(zai)純(chun)制氟(fu)(fu)(fu)化氫的(de)過程。在(zai)(zai)此以(yi)前(qian)的(de)實驗(yan)(yan)中(zhong)(zhong),他蒸(zheng)餾過的(de)氟(fu)(fu)(fu)化氫中(zhong)(zhong)含(han)有氟(fu)(fu)(fu)化鉀,殘留的(de)氟(fu)(fu)(fu)化鉀使氟(fu)(fu)(fu)化氫能(neng)夠導電。在(zai)(zai)這(zhe)一(yi)次實驗(yan)(yan)中(zhong)(zhong),莫(mo)瓦桑仔細(xi)將無水(shui)氟(fu)(fu)(fu)化氫提(ti)純(chun)到很(hen)高的(de)純(chun)度,其中(zhong)(zhong)不(bu)(bu)(bu)含(han)氟(fu)(fu)(fu)化鉀,所以(yi)不(bu)(bu)(bu)能(neng)導電。在(zai)(zai)弄(nong)清了原因之(zhi)后,莫(mo)瓦桑再(zai)一(yi)次試驗(yan)(yan)成功,委(wei)員(yuan)會(hui)終于確認了莫(mo)瓦桑的(de)發現。
為(wei)了(le)表彰莫(mo)(mo)瓦(wa)桑(sang)在制(zhi)備氟方面作(zuo)出(chu)的(de)突出(chu)的(de)貢獻,法國(guo)科學院發給他一萬法郎的(de)拉·卡澤獎金(jin),莫(mo)(mo)瓦(wa)桑(sang)用這筆錢(qian)償還了(le)實驗的(de)費用。二十年(nian)以后,他又因為(wei)在研究氟的(de)制(zhi)備和氟的(de)化合物上(shang)卓有成就(jiu)而獲(huo)得1906年(nian)諾貝爾(er)化學獎。
在莫瓦桑離析出單質(zhi)氟(fu)四個月以后,被任命為巴黎(li)藥學(xue)院(yuan)的(de)(de)(de)(de)毒物(wu)學(xue)教授,同時還(huan)建(jian)造了一(yi)座不大的(de)(de)(de)(de)私人實驗室(shi)進(jin)行科學(xue)研究。1888年他被選(xuan)為法(fa)國醫(yi)學(xue)科學(xue)院(yuan)院(yuan)士(shi),1891年被選(xuan)為法(fa)國科學(xue)院(yuan)院(yuan)士(shi)。在這一(yi)段時間(jian)內(nei),他繼續改(gai)進(jin)氟(fu)的(de)(de)(de)(de)制法(fa),用銅的(de)(de)(de)(de)電(dian)解容器代(dai)替(ti)價格昂貴(gui)的(de)(de)(de)(de)鉑制的(de)(de)(de)(de)儀器進(jin)行了規(gui)模較大的(de)(de)(de)(de)試驗,每小時能產生5升氟(fu)。使他有了研究氟(fu)和(he)氟(fu)化(hua)物(wu)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件。他研究氟(fu)的(de)(de)(de)(de)提純(chun),將氟(fu)通過氟(fu)化(hua)鈉(na)以除(chu)去其中的(de)(de)(de)(de)氟(fu)化(hua)氫(qing),后來(lai)又改(gai)用液態(tai)空氣(qi)(qi)冷(leng)凝(ning)后進(jin)行分級蒸發的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)來(lai)除(chu)去氟(fu)中的(de)(de)(de)(de)雜(za)質(zhi)氟(fu)化(hua)氫(qing)。對(dui)于氟(fu)的(de)(de)(de)(de)性質(zhi)作了進(jin)一(yi)步研究,莫瓦桑指出:如果(guo)小心地將其中的(de)(de)(de)(de)水蒸氣(qi)(qi)除(chu)盡,甚至玻璃(li)也不會與氟(fu)發生反應,因此可以在短時間(jian)內(nei)將氟(fu)貯存在玻璃(li)瓶內(nei)。
莫(mo)瓦(wa)(wa)桑(sang)是第一(yi)(yi)(yi)位(wei)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)出許多新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)(fu)(fu)化物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)家,他制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)了(le)氣(qi)(qi)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)(fu)(fu)代(dai)甲烷、氟(fu)(fu)(fu)(fu)代(dai)乙烷、異丁基(ji)氟(fu)(fu)(fu)(fu)。1890年(nian)通過碳(tan)(tan)與氟(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)了(le)許多氟(fu)(fu)(fu)(fu)碳(tan)(tan)化合(he)物,其中最引人注目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是四氟(fu)(fu)(fu)(fu)代(dai)甲烷CF4,它是利用(yong)氟(fu)(fu)(fu)(fu)與甲烷或(huo)氯仿(fang)或(huo)四氯化碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)制(zhi)(zhi)得的(de)(de)(de)(de)(de)(de),沸(fei)點(dian)只有(you)-15℃。莫(mo)瓦(wa)(wa)桑(sang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這項(xiang)工作,可以說使莫(mo)瓦(wa)(wa)桑(sang)成(cheng)為二十世紀合(he)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)系列作為高效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)致冷劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)(fu)(fu)碳(tan)(tan)化合(he)物(氟(fu)(fu)(fu)(fu)里昂)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)先(xian)驅。1900年(nian)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)了(le)氣(qi)(qi)態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)六氟(fu)(fu)(fu)(fu)化硫SF6,它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)性質與氮氣(qi)(qi)極為相似,將(jiang)它加熱到比較高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度也不(bu)會分解,也不(bu)與熔融的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿發生反(fan)應。由于六氟(fu)(fu)(fu)(fu)化硫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)惰性和(he)化學(xue)穩定性,已經(jing)成(cheng)為一(yi)(yi)(yi)種優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)絕緣材(cai)料。他還(huan)先(xian)后合(he)成(cheng)了(le)鉑、堿土(tu)金屬、銥、鎂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氟(fu)(fu)(fu)(fu)化物以及五氟(fu)(fu)(fu)(fu)化碘IF5和(he)硝酰氟(fu)(fu)(fu)(fu)NO2F。他將(jiang)研究(jiu)氟(fu)(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)果編(bian)成(cheng)了(le)《氟(fu)(fu)(fu)(fu)及其化合(he)物》一(yi)(yi)(yi)書,是一(yi)(yi)(yi)本(ben)研究(jiu)氟(fu)(fu)(fu)(fu)及其化合(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)和(he)性質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要資(zi)料。
1891—1892年莫瓦桑研究(jiu)純(chun)(chun)硼(peng)(peng)的(de)制(zhi)備。在他之(zhi)前,還(huan)不曾有(you)人制(zhi)得過純(chun)(chun)度(du)(du)很高的(de)單質硼(peng)(peng),戴(dai)維利用電解熔(rong)融的(de)三氧(yang)化二(er)(er)硼(peng)(peng)制(zhi)得的(de)棕色的(de)硼(peng)(peng),以及蓋-呂薩克(ke)、泰納、德維爾法、維勒用金(jin)屬(shu)鉀(jia)還(huan)原(yuan)三氧(yang)化二(er)(er)硼(peng)(peng)制(zhi)得的(de)硼(peng)(peng)的(de)純(chun)(chun)度(du)(du)都(dou)不高,唯獨莫瓦桑在氫(qing)氣(qi)氛下用金(jin)屬(shu)鎂(mei)還(huan)原(yuan)三氧(yang)化二(er)(er)硼(peng)(peng)制(zhi)得了純(chun)(chun)度(du)(du)為99%的(de)單質硼(peng)(peng)。
在(zai)制備純硼的(de)(de)(de)同時,莫(mo)瓦桑開始(shi)研(yan)(yan)究(jiu)一(yi)個科學界普遍感興(xing)趣(qu)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)——人造(zao)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)。1830年(nian)貝采里(li)烏斯曾經對這(zhe)一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)課題(ti)作(zuo)出過這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)評價:認為(wei)這(zhe)是(shi)具有和煉(lian)金(jin)學家(jia)(jia)一(yi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)熱情,但(dan)是(shi)可(ke)能是(shi)一(yi)種(zhong)幻(huan)想(xiang)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。1773年(nian)拉(la)瓦錫曾經做過這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)試驗:將金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)放(fang)在(zai)氧氣中燃燒(shao),反(fan)應的(de)(de)(de)生成(cheng)(cheng)物(wu)中只有二氧化碳(tan),由此證明這(zhe)種(zhong)寶(bao)石(shi)(shi)(shi)是(shi)由純碳(tan)組成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。在(zai)拉(la)瓦錫做出這(zhe)個結論之后的(de)(de)(de)一(yi)百多(duo)年(nian)的(de)(de)(de)時間(jian)內,并(bing)沒有一(yi)位科學家(jia)(jia)解(jie)決人造(zao)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。莫(mo)瓦桑一(yi)開始(shi)想(xiang)利用氟代(dai)烴的(de)(de)(de)分(fen)解(jie)反(fan)應以制取金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi),結果得(de)到的(de)(de)(de)都是(shi)無定形(xing)碳(tan)。1890年(nian)多(duo)布里(li)通過對含金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)隕石(shi)(shi)(shi)和地殼形(xing)成(cheng)(cheng)過程的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu),指(zhi)出金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)必須在(zai)高(gao)溫和高(gao)壓(ya)下(xia)形(xing)成(cheng)(cheng),而(er)且從金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)晶體的(de)(de)(de)性質考慮(lv),它們(men)可(ke)能是(shi)在(zai)液(ye)體中形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de),或者至少是(shi)在(zai)柔韌的(de)(de)(de)環境(jing)下(xia)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。1892年(nian),在(zai)弗里(li)德爾向法國科學院提出的(de)(de)(de)報(bao)告中,指(zhi)出了他從美國亞(ya)利桑那州發現(xian)的(de)(de)(de)隕石(shi)(shi)(shi)中找到了許多(duo)微細(xi)的(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)。
莫(mo)瓦桑也研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)弗里(li)德爾所(suo)提(ti)到(dao)的(de)(de)(de)(de)隕石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和隕鐵(tie),發現(xian)其中(zhong)(zhong)(zhong)除了(le)含(han)有(you)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)外(wai),還(huan)含(han)有(you)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)和無定(ding)形(xing)碳(tan)。他(ta)還(huan)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)巴西(xi)和南非的(de)(de)(de)(de)含(han)有(you)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)巖石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),也發現(xian)了(le)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo),同時還(huan)發現(xian)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)礦物中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有(you)鐵(tie)。通過(guo)這些研(yan)(yan)究(jiu)(jiu),莫(mo)瓦桑形(xing)成(cheng)了(le)這樣的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法(fa):石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)和無定(ding)形(xing)碳(tan)可以(yi)作為人造金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)料;金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是在含(han)鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)環境下(xia)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de),它能夠從含(han)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)結(jie)(jie)晶(jing)出來。他(ta)采用了(le)下(xia)述方(fang)法(fa):在電爐中(zhong)(zhong)(zhong),將石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)坩堝(guo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鐵(tie)加熱,使它熔融(rong),而且使熔融(rong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)為碳(tan)所(suo)飽和。然后將石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)坩堝(guo)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)熔融(rong)鐵(tie)傾入冷(leng)水中(zhong)(zhong)(zhong),含(han)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)在固(gu)化時會(hui)像水變成(cheng)冰時一樣,發生(sheng)(sheng)膨脹。而且在迅速(su)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong),總是外(wai)層的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)首先固(gu)化,等到(dao)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)開始(shi)變成(cheng)固(gu)體(ti)時,就(jiu)會(hui)在金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)內部(bu)產生(sheng)(sheng)很高的(de)(de)(de)(de)壓力,在這種條(tiao)件(jian)下(xia),一部(bu)分碳(tan)就(jiu)會(hui)結(jie)(jie)晶(jing)生(sheng)(sheng)成(cheng)黑色的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。利用不(bu)同的(de)(de)(de)(de)酸處理(li)固(gu)化的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)塊,除了(le)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)外(wai),其他(ta)物質(zhi)都被溶解(jie),最后只留下(xia)黑色的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。
1893年(nian)2月6日在法(fa)國科(ke)學(xue)院召開了(le)討(tao)論這個發現的(de)(de)(de)(de)(de)會議,報紙(zhi)上登(deng)載了(le)這一消息,這種貴(gui)重的(de)(de)(de)(de)(de)寶(bao)石(shi)(shi)居然能(neng)夠(gou)(gou)用比(bi)較簡單的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)制備(bei)出來的(de)(de)(de)(de)(de)事(shi)實很快成(cheng)為(wei)一件新(xin)聞,莫(mo)(mo)瓦桑的(de)(de)(de)(de)(de)名(ming)字也開始變成(cheng)家喻戶曉了(le)。然而,莫(mo)(mo)瓦桑本人在1894,1896和1905年(nian)所做的(de)(de)(de)(de)(de)重復(fu)實驗,以及1894—1901年(nian)克魯克斯等人對(dui)莫(mo)(mo)瓦桑的(de)(de)(de)(de)(de)實驗進行反復(fu)驗證的(de)(de)(de)(de)(de)過程中,毫(hao)無例外地只獲得了(le)很低產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi),他們提出的(de)(de)(de)(de)(de)唯(wei)一能(neng)夠(gou)(gou)證明這種物(wu)質是金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)證據(ju)乃是它(ta)在氧氣中燃燒時產(chan)生二氧化碳。另外,這種人造(zao)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)都是黑(hei)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de),而且比(bi)天然的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)要小得多,莫(mo)(mo)瓦桑制得的(de)(de)(de)(de)(de)最大的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑只有0.7毫(hao)米,所以,盡管他對(dui)人造(zao)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)一直持續到逝世前,具有寶(bao)石(shi)(shi)特性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)便宜的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)也并未制出。
莫(mo)瓦(wa)桑的另外一(yi)種比(bi)人(ren)造(zao)(zao)金剛(gang)石(shi)更有實際意(yi)義的貢獻是(shi)(shi)設計(ji)制造(zao)(zao)電爐,使一(yi)般化(hua)學(xue)反(fan)應能夠在(zai)(zai)2000℃下(xia)進行,從而開辟了高(gao)溫化(hua)學(xue)這一(yi)新的領(ling)域,例如制備金屬鈦和使碳升(sheng)華。碳、硅(gui)、硼(peng)在(zai)(zai)常溫下(xia)是(shi)(shi)一(yi)些不活潑的元素,但是(shi)(shi)它(ta)們在(zai)(zai)高(gao)溫下(xia)幾乎能夠與(yu)所有的元素發失反(fan)應,生成碳化(hua)物(wu)、硅(gui)化(hua)物(wu)、硼(peng)化(hua)物(wu),在(zai)(zai)莫(mo)瓦(wa)桑制出(chu)這些化(hua)合物(wu)之前,了解它(ta)們的人(ren)很少。
莫(mo)瓦桑(sang)研(yan)究(jiu)的金屬氫(qing)化(hua)物也(ye)是前人所罕見的。他用氫(qing)氣與相應的金屬發生反應制得了氫(qing)化(hua)鈣(gai)、氫(qing)化(hua)鈉、氫(qing)化(hua)鉀、氫(qing)化(hua)銣、氫(qing)化(hua)銫,這(zhe)些金屬氫(qing)化(hua)物的性質與鹽相似(si),所不同的是它們并(bing)不導電,而(er)且非(fei)常活潑(po),絕(jue)大多數暴(bao)露在空氣中(zhong)會立即著(zhu)火。
莫(mo)(mo)瓦桑在(zai)巴黎藥(yao)學(xue)(xue)(xue)院任毒物學(xue)(xue)(xue)教授達十三年(nian)之久,1900年(nian)任巴黎大學(xue)(xue)(xue)科學(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)院教授。他(ta)一生(sheng)主要從事(shi)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)工(gong)作(zuo),因此(ci)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)當時是設備很齊全的(de)(de)(de)(de)(de)。誰要進入(ru)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)工(gong)作(zuo),都必(bi)須嚴(yan)格遵守他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)規定。他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)具有非常良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)、清潔(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)環境,徹底地改變了人(ren)們(men)認為化(hua)學(xue)(xue)(xue)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是比較(jiao)臟的(de)(de)(de)(de)(de)這種傳統的(de)(de)(de)(de)(de)偏見。他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)地板(ban)在(zai)每(mei)星期(qi)六都要打蠟,他(ta)每(mei)次走進實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),首(shou)先(xian)要環視室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)內,看(kan)看(kan)是否符合他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。有一次,他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)生(sheng)斯(si)托克德不小心將(jiang)幾滴(di)(di)水滴(di)(di)在(zai)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)地板(ban)上,莫(mo)(mo)瓦桑發(fa)現(xian)后,立即提出質(zhi)(zhi)問:“是誰干的(de)(de)(de)(de)(de)?”他(ta)還非常重視演示實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan),在(zai)講授無機化(hua)學(xue)(xue)(xue)課程時,討論到每(mei)一個(ge)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi),總要讓他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)助手做幾個(ge)演示實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)。
莫瓦桑一生(sheng)接受過許多榮(rong)譽,除前面提到(dao)(dao)過的(de)之外,他(ta)還(huan)得到(dao)(dao)過英國皇家學(xue)會(hui)(hui)頒發(fa)給他(ta)的(de)戴維獎章;德國化(hua)學(xue)會(hui)(hui)頒發(fa)給他(ta)的(de)霍夫(fu)曼(man)獎金。他(ta)幾乎是(shi)當時所有的(de)著(zhu)名的(de)科(ke)學(xue)院和化(hua)學(xue)會(hui)(hui)的(de)成(cheng)員,但是(shi)他(ta)卻一直保持謙虛的(de)態度。
1907年(nian)2月6日,當莫瓦桑從(cong)實(shi)驗(yan)室(shi)回(hui)到(dao)家(jia)里(li)時,得了闌尾炎,手術雖(sui)然(ran)很成功,但是他(ta)的心臟病卻加劇了。他(ta)終(zhong)于認識到(dao)多年(nian)以來一直沒有關心自己的健康,他(ta)不(bu)得不(bu)承認:“氟奪(duo)走了我(wo)十年(nian)生命”。1907年(nian)2月20日,這位在化(hua)學(xue)(xue)實(shi)驗(yan)科學(xue)(xue)上閃爍著光(guang)芒(mang)的科學(xue)(xue)家(jia)被奪(duo)走了寶貴的生命。
他(ta)的獨子(zi)路易·莫(mo)瓦桑在第(di)一次世(shi)界(jie)大(da)戰時(shi)死去(qu),其遺產由巴黎(li)藥學(xue)院代(dai)為設立了兩(liang)種(zhong)獎金:莫(mo)瓦桑化學(xue)獎金和路更(亨(heng)利·莫(mo)瓦桑的夫(fu)人)藥學(xue)獎金。