为科学献身的化学家莫瓦桑

Henri Mojssan 1852一1907


    莫瓦桑是法国著名化学家,他在1886年制取了单质氟(F2),因此荣获了诺贝尔化学奖。

    1906年,瑞典诺贝尔基金会宣布:把相当10万法郎的奖金授给莫瓦桑,“为了表彰他在制备元素氟方面所做的杰出贡献,表彰他发明了莫氏电炉。”同年12月,一大批莫瓦桑的学生和朋友,在巴黎大学的会议厅里,隆重举行庆祝大会,庆祝莫瓦桑制取单质氟20周年。会上, 54岁的莫瓦桑即席讲演,他在演讲的最后说:“我们不能停留在已经取得的成绩上面,在达到一个目标之后,我们应该不停顿地向另一个目标前进。一个人,应当永远为自己树立一个奋斗目标,只有这样做,才会感到自己是一个真正的人,只有这样,他才能不断前进。”在科学的事业上,莫瓦桑曾取得过重大的戌就,是一代科学巨人。然而,他成才的道路却十分坎坷,亲历许多困难和危险。

“起死回生”的药店学徒

    1870年,在巴黎的一个交叉路口,有一家十分著名的老药店,名叫班特利药店。一天店铺里十分宁静,只有研杵和研钵发出的轻微均匀的响声,那是几个学徒在研磨药物,带着老花镜的老药剂师,在翻看一本很厚的书,寻找药物的化学配方。当时的巴黎,医药化学十分发达,化学家和医生都坚信,化学方法是治病救命、战胜死神的法宝。但是肉于科学发展水平的限制,当时的化学药品,只对少数极简单的疾病有效。在药店的学徒中,有一位机智聪明的青年,他就是莫瓦桑,正当他细心研磨药品时,突然,药店的门被撞开了,一个中年男子跌跌撞撞地冲了进来,他脸色焦黄,汗流满面,呼吸困难,眼神十分吓人,“救——救命吧——”他上气不接下气地低声说。药店的人都放下手里的工作,围在他身边。“您怎么啦?”老药剂师问:“我——中了砒霜毒,我把它当药吃了,现在——,药性已发作了——。我——肚子痛得厉害。”老药剂师慢慢地摘下眼镜,摇摇头,低声说:“已经没有办法了,在这个时候。最好的医生也无能为力了。您,还有什么话要嘱咐的吗?请快说吧,我们一定把您的遗嘱告诉您的家人。”气氛十分紧张,大家都默不作声。“请等一下!”莫瓦桑高声说。他拨开众人,挤到跟前,看了看病人,回身从药架上取来一些酒石酸锑钾、三氯化铁给病人吃“民然后又让病人服了一些其他药,结果病人病情很快就缓解了。又经两天治疗,病人完全康复了。事后,巴黎的一家小报以《“起死回生”的药店学徒》为题,报道了这件事,许多巴黎人部知道了莫瓦桑的名字。

十年寒窗

    莫瓦桑1852年9月28日,出生在巴黎的一间旧房子里。在他10岁时,因生活所迫,全家迁到塞纳省的一个小村镇居住,后来,人们为了纪念莫瓦桑把这个小村镇改名为莫镇。

    莫瓦桑的父亲是一位铁路职工,微薄的收入,勉强维持一家人的最低生活,再无钱供子女读书。莫瓦桑一直到12岁,方勉强进了小学,放学以后还要帮助家里做些家务。全家人经常吃最廉价的食品,没有钱给莫瓦桑买书和文具。但是,这一切都没有影响莫瓦桑的学习成绩,在学校里,每次考试他都名列第一。很快。老师们都喜欢上了这个贫穷而聪明的孩子。少年时代的莫瓦桑,最喜欢学习化学,他从老师那里借来了各种化学书,如饥似渴地攻读,同时,还自己动手做各种化学实验。但是由于家庭生活十分困难,他被迫离家,到巴黎当了药店学徒。

    莫瓦桑当了学徒之后,仍然坚持刻苦学习。1874年,他通过考试,获得了中学毕业证书:1877年,他又通过考试,获得了大学毕业证书和学士学位。他十年如一日长期自学,后来考上了法国著名化学家弗罗密的实习生,这相当于现在的研究生。他还经德勃雷教授的指导,通过了《论自然铁》的论文答辩,荣获巴黎大学物理学博士学位。在学习过程中,莫瓦桑从来不满足于已有的成绩,他也不惧怕任何困难,有时连续十几个小时查阅资料。有一次他在实验室连续工作30多个小时,不吃不喝。他的同学走进实验室时,看到他脸色苍自,眼窝深陷,眼睛周围出现了一圈黑圈,身子无力地歪在椅子上。“快,把他送回房间吧1”他的同学和实验员七手八脚地把他送回房间,但不到半个小时,他又回来了。“你不要命了吗?”同学责怪他。“您知道,实验数据马上就拿到手了!”莫瓦桑坚定地回答。同学无可奈何,只好任他去做。

    莫瓦桑就是这样顽强地学习和工作,这一点成了他后来在科学上做出重大贡献的基础。

和死神搏斗

    1878年,莫瓦桑在弗罗密实验室当实习生时,他的同学阿方曼,拿着一瓶药品对他说:“这就是氟化钾,世界上还没有一个人能制出单质氟来!”

    “难道我们的老师弗罗密教授也制不出来吗?”莫瓦桑问。

    “制不出来。”阿尔曼十分感慨他说,“以前所有人的所有制取单质氟的实验都失败了,大化学家戴维就曾想制取,不但没有成功,而且还中了毒。1836年,爱尔兰科学院的诺克斯兄弟。在制取单质氛时,哥哥中毒死了,弟弟进了医院。此外,还有比利时的鲁那特、法国的危克雷,都在做这类实验时被毒死了。著名的盖·吕萨克也差点送了命。你要知道。亲爱的奠瓦桑,氟是死亡元素,千万别去碰它。”

    “我不怕。阿尔曼,我将来一定要制出单质氟来!”莫瓦桑坚定地回答。

    “那你可要倍加小心!”阿尔曼又关照了一句。

    这次实验室谈话以后,莫瓦桑增加了一件心事,单质氟总索绕在他的脑海中。“单质氟,单质氟,死亡元素,死亡元素……”他有时在梦中也嘟嚷着。怎么样才能把这种“死亡元素”的秘密揭开呢?莫瓦桑一直在思考这个问题。

    1885年,莫瓦桑开始制备氟。开始,他想用氟化磷和纯氧气试验。当时化学元素周期律才发现十几年,氟和氧的化学势人们还根本不了解,所以他的实验开始有一定的盲目性。因此事与愿违,莫瓦桑不但没有成功,还白白烧坏了两个昂贵的白金管。他连续做了数次实验都失败了,“完了,又完了,又是毫无成效!”莫瓦桑叹息着。

    莫瓦桑的化学知识和化学史知识很丰富,他经多方面的研究想到:氟必然是一种最活泼的非金属元素,那就不能在高温下制备它,也不能用一般的化学方法,如置换反应等。“看来,只有用电解法了。”他反复思考着。莫瓦桑设想用下式获得氟的单质:

     2AsF3——>2As +3F2           2PF3——>2P +3F2  

   为此,必须首先获得氟化砷(AsF3)或氟化磷(PF3),然后再创造电解的条件,用电解法制取氟。莫瓦桑首先制出合格但有毒的氟化砷和氟化磷,在其中加入少量的氟化钾(KF ),研磨均匀,安装好电解装置,接通直流电。开始,反应顺利,阳极上有气泡出现,但过了一段时间,阳极上覆盖上一层砷或磷,慢慢地反应停止了。莫瓦桑也觉得自己全身软弱无力,心脏剧烈地跳动,呼吸急促而困难。“难道我也会象历史上的化学家一样,国氟中毒死掉吗,绝对不能!氟还没有制出来,要赶快离开实验室!”莫瓦桑想。但是,他哪里还走得动!不过神智还清醒,他艰难地拾起右手,关掉了电门,随后就倒在沙发椅上……。一个小时,又一个小时,当他醒来的时候,看见妻子路更站在他的身旁,她在低声哭泣,脸上挂满泪珠。

    “亲爱的路更,我对你说过,千万别到实验室来,这里全是毒品,连空气都一样,会影响你的健康……。”莫瓦桑艰难地对妻子说着。

    “亲爱的莫瓦桑,如果我不来打开通凤窗,不知你还能否醒来……,你照照镜子吧,你现在又黄又瘦,还有些发青,我打电话叫医生来,他会让你休息一个月。”妻子路更不高兴了。

    “我现在一天也不能休息,制取氟的工作就要成功了!”

    莫瓦桑又开始做实验了,他用了4天的功夫,把一块莹石磨成一个U形管,管中放入氟化砷、氟化磷和氟化钾的混和物。U形管的两端装上电极,接通电源。很快,在阳极上方,冒出一个接一个的气泡。被称做“死亡元素”的单质氟,终于彼制取出来了。莫瓦桑万分激动,他自己大声喊着,“氟!氟!”这是1886年6月26日:出现的奇迹。当时,莫瓦桑年仅34岁。

专家鉴定会

   莫瓦桑制出氟以后向法国科学院提交了书面报告。科学院派了一个三人组成的专家组,对他的实验进行鉴定。莫瓦桑经过准备,在专家面前重做他的实验,接通电流后,他的装置好象不听话了,几十分钟过去了,竟然一个气泡也不产生。莫瓦桑恐慌极了,他满头大汗,反复操作,奇怪的是,装置就是不产生氟的气体,这使他十分羞愧和焦急。幸而专家们态度还好,他们鼓励他过几天重做。专家走后,莫瓦桑仔细检查了他的装置,他发现,原因很简单,甚至有点可笑,是由于氟化钾加得太少了,因而使U形管不导电,所以没有氟产生三天以后,他再一次在专家面前表演他的实验时,顺利地收集了4升氟的气体。莫瓦桑在获得诺贝尔奖的第二年,即1907年,就去世了,年仅55岁,长期和毒品接触,严重损害了他的健康。他逝世后,世界化学界对他表示沉痛的哀悼。不久,他的妻子路更也固哀伤过度去世了。他们的独生子路易,把他父母的遗产20万法郎,全部献给巴黎大学作为奖学金,一种叫莫瓦桑化学奖,用以纪念他的父亲;另一种叫路更药学奖,用以纪念他的母亲。有这样的好儿子,莫瓦桑和路更在九泉之下,也就心安了。

    莫瓦桑一生成果累累,他曾发明了以他的名字命名的电炉——莫氏电炉,这种电炉可以简单而迅速地熔炼各种金属。他自己用它制出了铀、钨、钒、铬、钛、铝等十几种金属。他的妻子路更是世界上第一个使用铝制烹调器的人,这种烹调器是莫瓦桑在实验室中用他的电炉自己制作的。莫瓦桑还是世界上第一个制造人造金刚石的化学家。他品格高雅,爱好诗歌、音乐和绘画,他的卧室中,挂满了各种名画。

    莫瓦桑一生中获得很多荣誉,他曾彼聘为好儿所大学的名誉教授,俄国还授予他科学院名誉院士的称号。他著有《氟及其化合物》、《电炉》等著作。