亨利·莫瓦桑（Henri Moissan），法國化學家，法國科學院院士，1852年9月28日生于巴黎，1907年2月20日卒于同地。
人物經歷
教育經歷
亨利·莫瓦桑于1852年9月28日出生在巴黎，曾在市立中學上學，后因家境清寒，中途輟學。由于喜愛化學，二十歲時到巴黎一家藥房學徒，在實際工作中獲得了許多化學知識，并且曾經利用自學的知識救活過一位企圖服自盡的人。1872年他在法國國家自然歷史博物館館長和工藝學院教授雷米法的實驗室學習化學；1874年到巴黎藥學院（今巴黎第五大學）臺赫倫教授的實驗室工作，1877年才獲得理學士，后來又取得了高級藥劑師的資格。1879年通過藥劑師考試后任藥學院實驗室主任，同時任農藝學院物理助教。1880年獲博士學位。1880至1883年任巴黎藥學院助教和高級演示員，1886年任無機化學教授。1900年任巴黎大學無機化學教授。
自燃鐵研究
莫瓦桑的第一項無機化學研究課題是自燃鐵（發火金屬；打火石）的研究。在莫瓦桑之前，德國化學家斯特羅邁耶曾經研究過自燃鐵，他認為這種能夠自燃的物質不是金屬鐵，而是氧化亞鐵。莫瓦桑將氧化亞鐵放在氫氣流下加熱還原，制備了自燃鐵，證明這種能自燃的物質不是氧化亞鐵，而是金屬鐵。
利用電解法制得單質氟
莫瓦桑一生中所獲得的最大成就是利用電解法制得單質，解決了一個非常難的問題。早在十六世紀，人們就開始利用氟化物了，1529年阿格里柯拉就描述過利用螢石（氟化鈣）作為熔礦的熔劑，它能使礦石在熔融時變得更加容易流動。1670年，著名的玻璃加工工業施萬哈德家族發現，利用螢石與硫酸的反應所產生的氣體能腐蝕玻璃，從而創造了一種不用金剛石或其他磨料來刻蝕玻璃的方法，能在玻璃上刻蝕出人物、動物、花卉等圖案。1768年馬格拉夫德對螢石進行了研究，發現它與石膏和重晶石不同，指出了螢石并不是一種硫酸鹽。
1771年卡爾·舍勒在玻璃曲頸內加熱螢石和硫酸的混合物時，發現玻璃的內壁被腐蝕了。1810年安培法根據氫氟酸的性質，指出其中可能含有一種與氯相似的元素，戴維也得出了同樣的結論。
德國化學家許村貝格認為氫氟酸中所含的這種元素是一切元素中最活潑的，所以要將這種元素從它的化合物中離析出來將是一件非常困難的事情。1813年戴維曾經嘗試利用電解氟化物的方法制取單質氟。一開始，他用金和鉑做容器，但它們都被腐蝕了。后來他改用螢石制成的容器進行電解，腐蝕的問題雖然解決了，但是也得不到氟，后因身患嚴重疾病而停止了實驗。
接著，喬治·諾克斯和托馬斯·諾克斯弟兄二人利用干燥的氯氣處理干燥的氟化汞，他們將一片金箔放在玻璃接受器的頂部。實驗結果證明金變成了三氟化金，于是他們推斷反應中產生了氟，但是他們始終收集不到單質氟，也就無法確證他們已經制得了氟，而且兩人都嚴重中毒。
繼諾克斯兄弟之后，魯耶特也對制備氟進行了長期的研究，最后竟因中毒太深而獻出了自己的生命。不久，法國化學家尼克雷也遭到了同樣的命運。
莫瓦桑的老師埃德蒙·弗雷米也是一位研究制備氟的化學家。弗雷米曾經電解熔融的無水氟化鈣、氟化鉀和氟化銀，雖然在陰極上能析出這些金屬，陽極上也產生了少量氣體，但是即使他想盡了一切辦法，始終未能收集到氟。看來，在如此高的溫度下進行電解，產生的氟會立即與電解的容器和電極發生反應而消失。他又試驗電解無水氟化氫，但發現它并不導電，只有電解吸潮的氟化氫液體時，才會有電流通過，但是電解的結果卻只能收集到氫、氧和臭氧，并未收集到氟。看來，即使產生了氟，也已經與水蒸氣發生反應了。
與此同時，英國化學家哥爾英也用電解法分解氟化氫，但是在實驗時發生了爆炸，顯然是產生的少量氟與氫氣發生了化學反應。他還試驗過各種電極材料，如碳、金、鈀、鉑，但是碳電極在電解時立即被粉碎，鉑、金、鈀也遭受不同程度的腐蝕。這么多的化學家的努力雖然都失敗了，但是他們的心血并沒有白費，而是從失敗中獲得了許多教訓和經驗，為后來制取出氟創造了有利的條件。
年輕的莫瓦桑看到制備單質氟這個研究課題難倒了這么多的化學家，不但沒有氣餒，反而下了很大的決心要攻克這一難關。戴維曾經預言過：磷與氧之間有極大的親和力，如果在螢石制成的容器中將氧與氟化磷發生反應，將會獲得單質氟。但是戴維本人并未完成這一實驗，因為當時他還不知道氟化磷的制法。莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅在一起加熱的方法制得了氟化磷PF3，它是一種氣體。然后讓氧氣和氟化磷的混合物通過電火花，雖然也發生了爆炸反應，但是并沒有獲得預期的結果，得到的不是單質氟，而是氟五氧化二磷POF3。
埃德蒙·弗雷米曾經指出電解可能是制取單質氟的最有效的方法，莫瓦桑認為電解金屬氟化物如果在高溫下進行，不僅存在著許多技術上的困難，而且即使在高溫下生成了氟，它也會全部與電解容器、電極材料發生反應。因此他深信只能采用低溫電解的方法，而且要用非金屬氟化物代替金屬氟化物。
莫瓦桑開始用三氟化砷進行電解，三氟化砷在室溫下是一種液體，為了使它導電，他往三氟化砷中加入氟化鉀。但是電解了一段時間以后，就發現電流停止了。經過檢查，發現在陰極上沉積了一層單質砷，使導電能力顯著減弱。后來，莫瓦桑雖然使用了很強的電源，也沒有制出氟，而他本人卻因為砷中毒，嚴重地影響了健康，不得已把實驗暫時停頓下來。
過了不久，莫瓦桑的健康狀況有了好轉，他又開始致力于制取單質氟了。現在，唯一的方案只有電解氟化氫。莫瓦桑按照埃德蒙·弗雷米的方法，在鉑制的曲頸甑中蒸餾氟氫酸鉀KHF2以制取無水氟化氫。他用鉑制的U形管做電解容器；用鉑合金做電極，并用三氯甲烷做冷卻劑將無水氟化氫冷卻到-23℃進行電解。在陰極上產生了許多氫氣，但是在陽極并未產生氟。經過檢查，發現裝電極的塞子被腐蝕了。莫瓦桑推測，電解時一定產生了氟，但是它立即與塞子發生了反應，以致未能收集到氟。于是，他改用螢石做成的塞子。最后，許多年以來化學家夢寐以求的理想終于達到了，1886年6月26日莫瓦桑在電解氟化氫時，在陽極部分產生了一種氣體，它遇到單質硅能立即著火，收集到的氟與水發生反應產生臭氧；與氯化鉀發生反應產生氯氣。通過各種化學反應，發現氟具有驚人的活潑性。
由于莫瓦桑不是法國科學院院士，所以他的論文只能請德布雷代為申請，1886年6月28日德布雷給法國科學院寫了一份簡短的報告，介紹了莫瓦桑的發現，并指出：嚴格的裁判決不會使莫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，指定了一個審查委員會，委員會的成員包括貝特羅法、德布雷、埃德蒙·弗雷米。當然，莫瓦桑以最細心的準備工作來迎接這一次審查。但是在委員會開會時，他的那套電解裝置竟然出現了前所未有的故障，電解裝置中既沒有電流通過，也不曾制得一點氟氣。貝特羅安慰了這位年輕的科學家以后，這三位化學界的前輩就匆匆地離開了會場。
莫瓦桑并不因此而灰心，因為他已經親手制出過氟，他對自己的發現是深信不疑的。經過幾天的努力，他終于找到了這一次實驗失敗的原因，失誤發生在純制氟化氫的過程。在此以前的實驗中，他蒸餾過的氟化氫中含有氟化鉀，殘留的氟化鉀使氟化氫能夠導電。在這一次實驗中，莫瓦桑仔細將無水氟化氫提純到很高的純度，其中不含氟化鉀，所以不能導電。在弄清了原因之后，莫瓦桑再一次試驗成功，委員會終于確認了莫瓦桑的發現。
受到表彰
為了表彰莫瓦桑在制備氟方面作出的突出的貢獻，法國科學院發給他一萬太平洋法郎的拉·卡澤獎金，莫瓦桑用這筆錢償還了實驗的費用。二十年以后，他又因為在研究氟的制備和氟的化合物上卓有成就而獲得1906年諾貝爾化學獎。
改進氟的制法
在莫瓦桑離析出單質氟四個月以后，被任命為巴黎藥學院的毒理學教授，同時還建造了一座不大的私人實驗室進行科學研究。1888年他被選為法國醫學科學院院士，1891年被選為法國科學院院士。在這一段時間內，他繼續改進氟的制法，用銅的電解容器代替價格昂貴的鉑制的儀器進行了規模較大的試驗，每小時能產生5升氟。使他有了研究氟和氟化物的條件。他研究氟的提純，將氟通過氟化鈉以除去其中的氟化氫，后來又改用液態空氣冷凝后進行分級蒸發的方法來除去氟中的雜質氟化氫。對于氟的性質作了進一步研究，莫瓦桑指出：如果小心地將其中的水蒸氣除盡，甚至玻璃也不會與氟發生反應，因此可以在短時間內將氟貯存在玻璃瓶內。
莫瓦桑是第一位制備出許多新的氟化物的化學家，他制備了氣態的氟代甲烷、氟代乙烷、異丁基氟。1890年通過碳與氟的反應制備了許多氟碳化合物，其中最引人注目的是四氟代甲烷CF4，它是利用氟與甲烷或三氯甲烷或四氯化碳的作用制得的，沸點只有-15℃。莫瓦桑的這項工作，可以說使莫瓦桑成為二十世紀合成一系列作為高效的致冷劑的氟碳化合物（氟利昂）的先驅。1900年制備了氣態的六氟化硫SF6，它的化學性質與氮氣極為相似，將它加熱到比較高的溫度也不會分解，也不與熔融的堿發生反應。由于六氟化硫的惰性和化學穩定性，已經成為一種優良的氣體絕緣材料。他還先后合成了鉑、堿土金屬、銥、鎂的氟化物以及五氟化碘IF5和硝氟NO2F。他將研究氟的成果編成了《氟及其化合物》一書，是一本研究氟及其化合物的制備和性質的重要資料。
研究純硼的制備
1891—1892年莫瓦桑研究純硼的制備。在他之前，還不曾有人制得過純度很高的單質硼，戴維利用電解熔融的三氧化二硼制得的褐色的硼，以及約瑟夫·路易·蓋-呂薩克、泰納爾、圣克萊爾·德維爾、弗里德里希·維勒用鉀還原三氧化二硼制得的硼的純度都不高，唯獨莫瓦桑在氫氣氛下用金屬鎂還原三氧化二硼制得了純度為99%的單質硼。
金剛石研究
在制備純硼的同時，莫瓦桑開始研究一個科學界普遍感興趣的問題——人造金剛石。他采用了下述方法：在電爐中，將石墨堝中的金屬鐵加熱，使它熔融，而且使熔融的鐵為碳所飽和。然后將石墨坩堝中的熔融鐵傾入冷水中，含碳的鐵在固化時會像水變成冰時一樣，發生膨脹。而且在迅速冷卻的過程中，總是外層的金屬首先固化，等到內部的金屬開始變成固體時，就會在金屬內部產生很高的壓力，在這種條件下，一部分碳就會結晶生成黑色的金剛石。利用不同的酸處理固化的金屬塊，除了金剛石以外，其他物質都被溶解，最后只留下黑色的金剛石。盡管他對人造金剛石的研究一直持續到逝世前，具有寶石特性的便宜的金剛石也并未制出。
設計制造電爐
莫瓦桑的另外一種比人造金剛石更有實際意義的貢獻是設計制造電爐，使一般化學反應能夠在2000℃下進行，從而開辟了高溫化學這一新的領域，例如制備鈦粉和使碳升華。碳、硅、硼在常溫下是一些不活潑的元素，但是它們在高溫下幾乎能夠與所有的元素發失反應，生成碳化物、硅化物、硼化物，在莫瓦桑制出這些化合物之前，了解它們的人很少。
研究金屬氫化物
莫瓦桑研究的金屬氫化物也是前人所罕見的。他用氫氣與相應的金屬發生反應制得了氫化鈣、氫化鈉、氫化鉀、氫化銣、氫化銫，這些金屬氫化物的性質與鹽相似，所不同的是它們并不導電，而且非常活潑，絕大多數暴露在空氣中會立即著火。
重視實驗室
莫瓦桑在巴黎藥學院任毒理學教授達十三年之久，1900年任巴黎大學科學學院教授。他一生主要從事實驗工作，因此他的實驗室在當時是設備很齊全的。誰要進入他的實驗室工作，都必須嚴格遵守他的規定。他的實驗室具有非常良好的、清潔的環境，徹底地改變了人們認為化學實驗室是比較臟的這種傳統的偏見。他的實驗室的地板在每星期六都要打蠟，他每次走進實驗室，首先要環視室內，看看是否符合他的要求。有一次，他的學生斯托克德不小心將幾滴水滴在實驗室的地板上，莫瓦桑發現后，立即提出質問：“是誰干的？”他還非常重視演示實驗，在講授無機化學課程時，討論到每一個元素的性質，總要讓他的助手做幾個演示實驗。
榮譽
由于莫瓦桑在諸多領域的杰出貢獻，他一生獲得了很多榮譽。他曾經獲得英國皇家學會的戴維獎章、法國科學院的拉·卡澤獎、德國化學會頒發的霍夫曼獎。1906年莫瓦桑獲得了諾貝爾化學獎。莫瓦桑病逝后，其獨子死于第一次世界大戰，他的遺產由巴黎藥學院設立了兩個獎學金，以莫瓦桑夫婦的名字分別命名為莫瓦桑化學獎和路更藥學獎。
外部鏈接
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