亨利·穆瓦桑

1852年9月28日，亨利·穆瓦桑出生在巴黎。因為家境清寒，中途輟學。他喜愛化學，便到巴黎一家藥房當學徒，在實際工作中獲得許多化學知識。藥房的同事發現穆瓦桑的特點是知識面廣，工作認真。他還利用自學的化學和醫學知識救活過一位服用砷自殺的人。

1872年，擔任過法國自然博物館館長和工藝學院教授的弗雷米發現這個年輕人的才幹，於是穆瓦桑就成了弗雷米教授的學生，能夠在設備完善的化學實驗室裏學習和工作。穆瓦桑繼承老師弗雷米的事業，完成最重要的研究課題就是製備單質氟。穆瓦桑知道，戴維曾經預言磷和氧之間有極大的親和力，如果讓氧和氟化磷在螢石製成的容器中反應就會得到單質氟。但是戴維本人並沒有完成這一實驗，因為他當時還不知道氟化磷的製法。

穆瓦桑加熱氟化鉛和磷化銅而製得氟化磷PF3，它是一種氣體。讓氧氣和氟化磷的混合物通過電火花，雖然發生爆炸反應，但是沒有獲得預期的結果，得到的不是單質氟，而是氟氧化磷POF3。弗雷米曾經指出，電解可能是製取單質氟的最有效的方法。穆瓦桑認為如果在高温下電解金屬氟化物，不僅有許多技術上的困難，而且即使製得氟，它也全部會跟電解容器和電極材料反應。因此他深信只有用低温電解的方法而且要用非金屬氟化物代替金屬氟化物。穆瓦桑開始用三氟化砷進行電解。在室温下三氟化砷是液體，為了使它導電，他往三氟化砷中加些氟化鉀。但是電解一段時間後，電流停止了。經檢查，他發現在陰極上沉積一層單質砷，使導電能力顯著減弱。後來，穆瓦桑雖然用很強的電源，也沒有製出單質氟。

他因為砷中毒，嚴重地影響健康，不得不暫時停止實驗。過了不久，穆瓦桑的健康狀況有了好轉，他又開始製取單質氟。現在，唯一的方案只有電解氟化氫。穆瓦桑按照弗雷米的方法，在鉑制的曲頸甑中蒸餾氟氫酸鉀KHF2，來製取無水氟化氫。他用鉑制的U形管作電解容器，用鉑銥合金作電極，並用氯仿作冷卻劑，把無水氟化氫冷卻到-23℃，再進行電解。實驗結果是在陰極上有許多氫氣生成，但是在陽極上沒得到氟。經過檢查，穆瓦桑發現裝電極的塞子被腐蝕了，他推斷生成的氟跟塞子反應了。以後，穆瓦桑在尋找不跟氟發生反應的材料上花費不少時間，最後終於找到螢石。螢石很難加工，要把它做成能裝電極的塞子，所花的時間和精力是可想而知的。螢石塞子做成後，許多年來化學家夢寐以求的理想終於達到了。1886年6月26日，穆瓦桑在電解無水氟化氫時，在陽極上獲得一種氣體，它遇到單質硅立即着火。收集到的氟跟水發生反應而生成臭氧，跟氯化鉀反應時生成氯氣。通過各種化學反應，穆瓦桑發現氟有驚人的活潑性。

兩天後，穆瓦桑向法國科學院報告，他説：“關於所放出的氣體，可以有很多不同的臆測，其中最簡單的説法是把它假定為氟。”1886年6月28日，德佈雷給法國科學院寫了份簡短的報告，介紹穆瓦桑的工作，並指出：“嚴格的裁判決不會使穆瓦桑的光輝成就稍有遜色。”法國科學院為了確認這一發現的真實性，指定一個審查委員會，委員會的成員包括貝特羅、德佈雷、弗雷米。穆瓦桑用最細心的準備工作來迎接這次審查。但是在委員會開會時，他的那套電解裝置竟出現前所未有的故障，電解裝置中既沒有電流通過，也沒有製得一點氟氣。在貝特羅安慰這位年輕的科學家以後，三位化學界的前輩就匆匆離開會場了。穆瓦桑並沒有因此而灰心，他親手製出過氟，對自己的發現深信不疑。經過幾天的努力，他終於找到這次實驗失敗的原因，原來失誤發生在製取純氟化氫中。當時穆瓦桑用氟氫酸鉀作原料，經過蒸餾而得到無水氟化氫。他過去製得的無水氟化氫中含少量氟化鉀，就是這一點雜質氟化鉀使無水氟化氫能夠導電，並使穆瓦桑在世界上第一次製取出單質氟。可是這一次，穆瓦桑在提純和蒸餾氟化氫時格外仔細，以致得到的無水氟化氫中不含氟化鉀，用這樣純的無水氟化氫作電解質，當然不會導電。穆瓦桑弄清失敗的原因，並最終使審查委員會確認自己的發現。為了表彰穆瓦桑在製備單質氟方面做出的突出貢獻，法國科學院發給他一萬法郎的拉·卡澤獎金，穆瓦桑用這筆錢償還實驗的費用。由於這一重大的發現，穆瓦桑還獲得過很多獎章和榮譽，包括1906年的諾貝爾化學獎。

在穆瓦桑製得單質氟四個月以後，他被任命為巴黎藥學院的毒物學教授，1891年又當選為法國科學院院士。在這以後，穆瓦桑在自己的私人實驗室裏繼續改進單質氟的製法。金屬銅跟氟作用以後，能在金屬表面覆蓋上一層堅實的保護膜氟化銅，使銅不會進一步跟氟反應。因此，穆瓦桑用價廉的銅製的電解容器來代替昂貴的鉑制儀器。這樣實驗規模擴大了，每小時能產生5L氟，這為穆瓦桑大量地研究氟和氟化物的性質提供了可能。首先，穆瓦桑研究氟的提純，他讓氟蒸汽通過氟化鈉固體，除去其中的氟化氫。後來，又改用液態空氣冷凝氟蒸汽後，再用分級蒸發的方法除去氟中的雜質氟化氫，而獲得純淨的單質氟。穆瓦桑還指出：如果小心地除盡氟中的水蒸氣，甚至連玻璃都不會跟氟發生反應，因此可以把乾燥的氟貯存在玻璃瓶內。

穆瓦桑是第一位製備出許多新的氟化物的化學家。1890年，他用碳跟氟反應，製成許多氟碳化合物，其中最引人注目的是四氟代甲烷，它是利用氟和甲烷，或氯仿，或四氯化碳的作用而製得的，沸點只有-15℃。穆瓦桑的這項工作，使得他堪稱20世紀合成一系列作為高效致冷劑的氟碳化合物(即氟里昂)的先驅。1900年，穆瓦桑製備出氣態的六氟化硫SF6，它的化學性質跟氮氣極相似，把它加熱到較高的温度也不會分解，並不跟熔融的鹼反應。20世紀以來，人們利用六氟化硫的惰性和化學穩定性，把它用作優良的絕緣材料。穆瓦桑還先後合成鉑、鹼土金屬、銥的氟化物以及五氟化碘IF5和硝酰氟。他把氟的研究成果彙編成《氟及其化合物》一書，這是一本研究氟及其化合物的製備、性質的重要歷史資料。

穆瓦桑1886年6月26日製出了單質氟，除了運用電解法制備出氟氣，莫瓦桑還進行很多研究。莫瓦桑研究了純化氟氣的方法，他用液態空氣冷凝法去除氟氣中的氟化氫。莫瓦桑還深入研究了高純度氟氣的化學性質，他首次指出乾燥而純淨的氟氣並非像此前人們想象的那麼活潑，它甚至能夠短時間的存貯於玻璃器皿中。莫瓦桑研究了氟的化合物，他先後合成了氟與鉑、銥、鹼土金屬等的無機氟化合物；製備了氟代烴，並測定了這種化合物的性質；製備了六氟化硫並測定了其性質。由莫瓦桑首先製備的氟代烴是現在應用最廣的製冷劑氟利昂的前身，而六氟化硫的化學性質非常穩定，在高温下亦不會分解，是應用非常廣泛的氣體絕緣材料。莫瓦桑對氟的研究最終發表於《氟及其化合物》(Le fluor et ses composes)一書中。

從1890年代起，莫瓦桑開始研究單質硼的製備，他在氫氣氣氛下用金屬鎂還原三氧二硼獲得高純度的單質硼。在製備單質硼的同時，莫瓦桑還從事人造金剛石的研究。

他試圖建立一種模擬天然金剛石形成的條件，將石墨和無定形碳轉化為金剛石。莫瓦桑以鐵為介質模擬必須的環境，他用石墨坩鍋將金屬鐵加熱熔融，在此過程中鐵被碳飽和，隨即迅速將熔融的鐵液倒入水中冷卻，由於含碳的鐵在凝固過程中會發生膨脹，鐵塊的內部壓強會迅速上升，從而模擬出一種高温高壓的環境，待鐵完全固化，用酸將金屬融蝕便獲得黑色的人造金剛石。用這種方法制造的金剛石粒度很小，不能作為寶石，但是可以用於工業用途。莫瓦桑還長期從事金屬氫化物的研究，他用氫氣與多種金屬反應制備了氫化鈣、氫化鈉、氫化鉀、氫化銣等多種化合物並深入研究了其性質。莫瓦桑在這一領域的研究是具有開創性的。

莫瓦桑的另一項傑出貢獻是發明了電爐。電爐又稱作莫氏爐，其原理是利用電極間的弧光放電獲得高温，這種電爐使得化學反應的温度提升到2000℃從而開創了高温化學這一新的研究領域。他因製出單質氟和發明穆瓦桑電爐而獲1906年諾貝爾化學獎。著有《氟及其化合物》和《電爐》。