10.09.2012

Химики разгадали 200-летний секрет 'зловонного шпата'

Немецкие химики в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie утверждают, что поставили точку в двухсотлетних спорах о природе необычного запаха антозонита. По их словам, он связан с наличием в минерале вкраплений чрезвычайно реактивного молекулярного фтора, существование которого в природе считалось невозможным. Содержание статьи кратко пересказывается на сайте Мюнхенского технического университета.

Фторид кальция или флюорит CaF₂ встречается в природе в разном виде, в том числе в форме черно-фиолетового уран-содержащего радиоактивного минерала антозонита. Его залежи впервые были обнаружены на территории Германии. Минерал при крошении издает резкий неприятный запах, за что и получил название "Stinkspat" ("зловонный шпат"). Необычное свойство было известно с начала девятнадцатого века, однако до сих пор ученым не удавалось прийти к согласию относительного его природы. Среди причин запаха назывались содержащиеся в минерале включения йода, соединения фосфора, мышьяка, серы, селена, хлора, гипохлориты, озон и разные соединения фтора.

Поставить точку в спорах химиков удалось ученым, которые искали в антозоните следы присутствия фтора в молекулярной форме (F₂). Фтор обладает наибольшей электроотрицательностью среди элементов в таблице Менделеева, поэтому способен окислять даже кислород. В молекулярном виде он реагирует со всеми существующими веществами за исключением самих соединений фтора и благородных газов. Из-за этого существование молекулярного фтора в природе считалось невозможным.

Ученые проанализировали антозонит методом ядерного магнитного резонанса и впервые показали, что фтор в минерале действительно присутствует именно в молекулярной форме. Это оказалось возможным из-за того, что постоянный радиоактивный распад урана в минерале приводит к диссоциации CaF₂ на Ca и F₂. Следовым количествам молекулярного фтора удается сохраниться в полостях фторида кальция, поскольку он устойчив к действию F₂. При разрушении кристаллов фтор выходит из полостей и окисляет молекулярный кислород воздуха, что приводит к образованию озона O₃. Именно озон отвечает за неприятный запах минерала.

Радиоактивное излучение урана оказалось ответственно также за черный цвет антозонита. В результате той же реакции диссоциации CaF₂ образуются кластеры металлического кальция, который и придает минералу темный цвет.

Ранее немецким химикам удалось впервые получить соединение с тройной связью между двумя атомами бора. До настоящего времени такую связь могли образовывать только атомы азота и углерода.

Источники:

1. Lenta.Ru