Материалы портала «Научная Россия»

"Пахучий камень" - вместилище элементарного фтора

"Пахучий камень" - вместилище элементарного фтора
Химики разрешили многовековой спор о происхождении дурного запаха минерала антозонита

Газ фтор обладает такой химической активностью, что любые естественно возникающие «струйки» его не могут существовать дольше нескольких мимолётных секунд. По крайней мере, именно так традиционно считалось больше столетия. Теперь же химики доказали, что минерал, получивший прозвище «пахучий камень» — это единственное место на Земле, где фтор существует в своей элементарной форме, F2.

Этот камень — антозонит, минерал фторида кальция тёмно-фиолетового или даже чёрного цвета, также известный как зловонный флюорит, или зловонный шпат. При дроблении антозонита выделяется резкий запах, об источнике которого химики и минералоги спорили с самого начала девятнадцатого века.

Как поясняет химик Флориан Краус (Florian Kraus), проводивший вместе со своими коллегами анализ минерала, когда в 1886 году французский химик Анри Муассан (Henri Moissan) впервые выделил фтор, ему для исследования был направлен образец антозонита. Муассан пришёл к выводу, что камень содержал полости, заполненные галогеном, который высвобождался при дроблении, и, по словам Крауса, «с точки зрения химика, на этом спор должен был завершиться».

Однако минералоги с этим не согласились. По словам Крауса, они предположили, что жидкостные карманы были нарушены и высвободили в равной степени зловонные фосфор, селен и какие-то углеводороды. А чрезвычайная реакционная способность фтора означает, что в естественной среде его существование недолговечно — обычно он существует в виде отрицательно заряженных фторид-ионов в сочетании с другими элементами.

Химикам удалось показать, что пахучее вещество представляло собой очень сильный окислитель, однако на тот момент химический анализ не смог предоставить убедительных доказательств того, что это был фтор. А недавно Краус натолкнулся на неоднозначное предложение в учебнике, из которого следовало, что если в природе существует какая-либо возможность наличия фтора в свободном виде, то она реализуется в антозоните. Краус решил разобраться с этим вопросом раз и навсегда.

Он обратился к ядерной магниторезонансной (ЯМР) спектроскопии, способной обнаружить особенности и относительные положения атомов в образце. Он рассудил, что в нераздробленном образце карманы фтора должны оставаться нетронутыми.

«Там, где должен был располагаться фтор, мы сразу же получили очень чёткий сигнал», — говорит Краус. Специалист по химии фтора Алан Бриздон (Alan Brisdon), не принимавший участия в работе, согласен с тем, что сигнал прекрасно совпадал с другими характеристиками фтора. «Некоторые люди находили верный ответ и раньше, но другие им не верили», — продолжает Краус. Нынешние же свидетельства, по его словам, «просто не обсуждаются».

Источник: Катарина Сэндерсон (Katharine Sanderson), Nature.com

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий