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第11章 化学家的故事(11)

1896年,诺贝尔由于心脏病突然爆发而与世长辞,终年63岁。他火化后的骨灰安放在斯德哥尔摩的郊外。

诺贝尔用铁铸的事实在人类历史上留下了光辉的一页。他的名字,他那百折不挠的研究精神,以及他出资设立的诺贝尔奖金,一直激励着全世界的科学家向新的高峰攀登。

炸药大王诺贝尔,炸开了一条通往科学高峰的道路!

对于人来说或许最重要的不是占有金钱,而是如何使用金钱。“炸药大王”诺贝尔用自己的财产设立了诺贝尔奖,这个奖项极大地促进了科学的发展,诺贝尔的名字也因此流芳百世。

合成靛蓝的贝耶尔

阿道夫·冯·贝耶尔,德国著名的有机化学家。由于合成靛蓝,对有机染料和芳香族化合物的研究作出重要贡献,因此获得1905年诺贝尔化学奖。

少年时代的贝耶尔受父母影响很大。在他小时候,有这样一个故事。

10月31日是小贝耶尔的生日,他盼望这天的到来。他已经是一个10岁的大孩子了,小贝耶尔琢磨着父母一定会好好地给他庆祝一番的。时间一天天地过去了,可是什么动静也没有。30日晚上,贝耶尔倚在窗前,心里默念着,明天,明天快来吧,爸爸妈妈一定会给我一个惊喜的。

10月31日,这一天终于来了,母亲竟好像没事人儿一样,领他到外婆家去了。小贝耶尔心想:也许精彩的节目在外婆家呢。

满心欢喜的贝耶尔蹦跳着进了外婆家,屋内却如平常一样。他有些失望,于是每时每刻都在想象着生日活动会出其不意地到来。但母亲好像忘了今天是他的生日,一句有关过生日的话都没有说。想起往年过生日时的情景——妈妈的呵护、爸爸的祝福、精美的礼品……小贝耶尔难过得快要哭了,难道妈妈真的忘记了我的生日吗?

晚上回家的路上,贝耶尔撅着小嘴,一声不吭地走着,满心的委屈又不便直说出来。细心的母亲早就看出了他的心思。

贝耶尔的母亲是著名律师和历史学家的女儿,她特别重视对子女的教育;她爱自己的儿子,深知贝耶尔是一个聪明的孩子,教育得法将来一定会有出息的。

母亲慈爱地摸摸贝耶尔的头,温柔地说:“妈妈生你时,爸爸已经41岁了,还是一个大老粗。但他不甘心没有文化知识,现在跟你一样正在努力学习,明天就要参加考试。妈妈当然记得你的生日啦,可是要给你过生日的话,你想想是不是要耽误爸爸的学习呀?”贝耶尔似懂非懂地点了点头,心里仍带着一丝遗憾。

“我知道你很想过生日。”母亲接着说,“但年纪大了再学习是一件多么不容易的事,你就不清楚了,这要等你长大了才会知道。爸爸小时候没有像你一样的学习机会,现在才开始学习虽说晚了一点,但是只要坚持下去就一定会取得成果的。我们支持爸爸学习,他会非常高兴的,爸爸会更爱你的。这不也是很好的生日礼物吗?”

母子俩走着、说着,小贝耶尔的眉头渐渐地舒展开了。他爱学习,也爱爸爸,尽管没有生日礼物,他也幸福地笑了。母亲又趁机教育他:“你现在正是学习的大好时候,你一定要努力,长大了才可以为社会做更多的事情,才会成为一个有本领的人。”

母亲的一番话说得贝耶尔心里热乎乎的,爸爸已经50多岁了,还在努力学习,他那有些发白的头发和灯下看书的专注神情不时浮现在贝耶尔眼前。父亲就是他学习的榜样。

从此贝耶尔更加勤奋地读书。10岁生日当晚回家路上,母亲所说的话对他一生都产生了深刻的影响。后来他回忆道:“这是母亲送给我10岁生日的最丰厚的礼品。”

贝耶尔的父亲曾长期在军队中服务,但是因为日常工作很繁忙,所以没有时间学习。为此他非常苦恼,经常向一位牧师述说自己的心愿。牧师劝他退休后再作学习打算也不迟,只要坚持必能有一技之长。

贝耶尔的父亲牢记牧师之言,50岁时开始从师学习地质学。通过多年学习,贝耶尔的父亲成了专家,76岁时竟出任柏林地质研究院院长。父亲的刻苦勤奋为贝耶尔树立了极好的榜样,也使幼年的贝耶尔受到了影响。

父亲不仅学习努力,而且谦虚尊师,这种品德也深深地影响着贝耶尔的成长。

那一年,贝耶尔还在上大学,他与父亲随便谈起凯库勒教授。凯库勒教授那时已经是德国有机化学的权威了,年轻气盛的贝耶尔随口对父亲说:“凯库勒吗,只比我大6岁……”父亲立刻摆手打断了他的话,狠狠地瞪了他一眼,问道:“难道学问是与年龄成正比的吗?大6岁怎么样,难道就不值得学习吗?我学地质时,几乎没有几个老师比我大,老师的年龄比我小30岁都有,难道就不要学了?”

此事对耶尔的震动很大,教育极深,后来他常对人讲:“父亲一向是我的榜样,他给我的教育很多,最深刻的算是这一次了。”

贝耶尔敬重父母,不仅是因为父母经常纠正他的错误、关心他的成长,更重要的是父母的言行给了他最好的教育。每当学习、研究遇到困难的时候,他的脑海就会浮现出戴着老花眼镜的父亲在灯下伏案学习的情景。一个五六十岁的老人竟有从头开始学习的信心和毅力,而年纪轻轻的他难道还有什么不能解决的困难吗?

23岁那年,贝耶尔获得了柏林大学博士学位。此后贝耶尔完成了多项使化学界轰动的研究工作,享誉欧洲,慕名求教者不绝于途,但他仍一如既往地研究和工作。

“父母是孩子的第一任老师”——这句话说得非常有道理。贝耶尔的成功就源于他有一对品德高尚、学识渊博的父母。

莫瓦桑不畏艰险制得氟气

亨利·莫瓦桑,法国著名化学家。因首次制得单质氟等一系列发明获得1906年诺贝尔化学奖。

亨利·莫瓦桑出生于19世纪中期的法国巴黎。他家境贫寒,自幼过着贫穷的生活。莫瓦桑儿时最大的愿望就是上学,像其他孩子一样能背上书包走进学校,在课堂上认认真真地向老师学习。但是他太穷了,交不起学费,只能站在教室外面偷偷听课。他最受不了那些课堂上的学生对他的私下议论,那指指划划的神态,那小声地窃窃私语,都使他感到胸中好似压上了一块石头。为了学习他不得不忍下这一口气,等老师进了教室,关上门之后,他才慢慢地溜到教室外面,快下课时他又提前离去。就这样,他学到了不少知识。

上中学的时候,莫瓦桑遇到了一个很好的老师,这个老师叫查理·詹姆斯,是教数学的。他教学非常认真,总希望在他的学生中发现一个对数学有兴趣的学生。

一天,数学课后,学生们都争先恐后地跑到教室外面去玩了,莫瓦桑却静静地坐那里似乎在思考什么问题。

“亨利,你在想什么问题吗?”

“啊!老师,你看,这些题有点难,我不太会解。”莫瓦桑打开练习本,把题目展示在老师面前。

老师拿起练习本,看了看,他发现莫瓦桑做题所用的定理竟是课堂上还没有学习过的。“这是一个很好的孩子。”詹姆斯老师心里为之一振,“我这里还有一些很有趣的习题,你愿意做吗?不过可有点难啊!”老师抚摩着小莫瓦桑的头。

“当然想啦,很有趣吗?我不怕难题。”

“那你就到我家里来吧。”

这样在课余的时间里,莫瓦桑就向詹姆斯教师学习数学。但是老师很快就发现,莫瓦桑最感兴趣的是化学和物理。老师的心里有点不快,不过老师还是很喜欢这个上进的孩子,应该尊重孩子的兴趣和爱好,老师还不时为莫瓦桑找来有关化学方面的参考书,满足他的需要。

但因为家境贫寒,莫瓦桑却无法继续在学校安心地上学了,他必须尽快地找一个工作,减轻父母的负担。就这样,莫瓦桑中学都没有毕业就走上了社会。

当时,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。但是由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,额头青筋暴起,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!让我来看一看,也许还有救。”一个18岁左右的年轻人从人群中挤出来。他是才到药房来做学徒的,人们都把目光集中到学徒身上。他,一个年轻人有这么大本事吗?只见这个学徒转身走进药房,站在药橱前,先取下了一瓶吐酒石,这是能够引起呕吐的药品。然后又取下几瓶药,量好了药量,配制成解药,亲自把药喂到中毒者的口中。服药后,中毒者的症状逐渐减轻,一个眼看就要死亡的人得救了。

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,许多巴黎人都知道了莫瓦桑的名字。

莫瓦桑在弗罗密实验室当实习生时,有一次,他的同学阿尔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。”阿尔曼十分感慨地说,“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。爱尔兰科学院的诺克斯兄弟,在制取单质氟时,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,亲爱的莫瓦桑,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,单质氟总萦绕在他的脑海中。“单质氟,单质氟,死亡元素,死亡元素……”他有时在梦中也嘟囔着。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。

19世纪80年代中期,莫瓦桑开始制备氟。他知道这个课题难倒了许多化学家,可是他不但没有气馁,反而下定决心要攻克这个难关。

莫瓦桑先花了好几个星期的时间查阅科学文献,研究了几乎全部有关氟的著作。他认为已知的方法都不能把氟单独分离出来,只有戴维设想的方法还没有试验过。戴维曾预言:磷和氧的亲合力极强,如果能制得氟化磷,再使氟化磷和氧作用,则可能生成氧化磷和氟。于是莫瓦桑用氟化铅与磷化铜反应,得到了气体的三氟化磷。他把三氟化磷和氧的混合物通过电火花,虽然也发生了爆炸反应,但得到的并非单质的氟,而是氟氧化磷。

莫瓦桑又进行了一连串的实验,都没有达到目的。经过长时间的探索,他终于得出了这样的结论:他的实验都是在高温下进行的,这正是实验失败的症结所在。他想起他的老师弗雷米说过的话:电解可能是唯一可行的方法。他想如果用某种液体的氟化物,例如用氟化砷来进行电解,那么怎样呢?这种想法显然是大有希望的。莫瓦桑制备了剧毒的氟化砷,但随即遇到了新的困难——氟化砷不导电。在这种情况下,他只好往氟化砷里加入少量的氟化钾。这种混合物的导电性很好,可是在电解几分钟后,电流又停止了,原来阴极表面覆盖了一层电解出的砷。

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。“难道我也会像历史上的化学家一样,因氟中毒死掉吗,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,看见妻子站在他的身旁,她在低声哭泣,脸上挂满泪珠。

“亲爱的,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,如果我不来打开通风窗,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!”

出现这样的现象不止一次,他曾因中毒而中断了四次实验。莫瓦桑的爱妻莱昂妮看到他漫无节制地给自己增加工作,而且又经常冒着中毒的危险,对他的健康状况极为担心。

休息了一段时间后,莫瓦桑的健康状况有了好转,他继续进行实验。剩下唯一的方案是电解氟化氢。他按照弗雷米的办法,在铂制的容器中蒸馏氟氢酸钾,得到了无水氟化氢液体。他用铂制的U型管作容器,用强耐腐蚀的铂铱合金作电极,并用氯仿作冷却剂将无水氟化氢冷却到-23°C进行电解。在阴极上很快就出现了氢气泡,但阳极上却没有分解出气体。电解持续近一小时,分解出来的都是氢气,连一点氟的影子也没有。莫瓦桑一边拆卸仪器,一边苦恼地思索着,也许氟根本就不能以游离状态存在?当他拔掉U型管阳极一端的塞子时,惊奇地发现塞子上覆盖着一层白色粉末状的物质。可不是么,原来塞子被腐蚀了!氟到底还是分解出来了,不过和玻璃发生了反应,这一发现使莫瓦桑受到了极大的鼓舞。他想,如果把装置上的玻璃零件都换成不能与氟发生反应的材料,那就可以制得单体的氟了。荧石不与氟起作用,用它来试试吧,于是他用荧石制成试验用的器皿。莫瓦桑把盛有液体氟化氢的U型铂管浸入制冷剂中,用荧石制的螺旋帽盖紧管口,再进行电解。

多少年来化学家梦寐以求的理想终于实现了!1886年,莫瓦桑第一次制得了单质的氟气!这种气体遇到硅立即着火,遇到水即生成氧气和臭氧,与氯化钾反应置换出氯气。通过几次化学反应,莫瓦桑发现氟气确实具有惊人的活泼性。

他进一步制备出许多新的氟化物,如氟代甲烷、氟代乙烷、异丁基氟等。其中四氟化碳的沸点是-15°C,很适合做致冷剂,这是最早的氟利昂。此外还发明了“莫瓦桑电炉”,并用它制备了很多新化合物。

20世纪初的一年,莫瓦桑得了阑尾炎,手术很成功,但他的心脏病却加剧了。他终于认识到多年以来一直没有关心自己的身体健康。莫瓦桑不得不承认:“氟夺走了我十年的生命”。当年,这位在化学实验科学上闪烁着光芒的科学家被夺走了宝贵的生命。

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