07.07.2012

Секрет «зловонного шпата» разгадан

Немецкие химики опубликовали в научном журнале Angewandte Chemie статью, в которой утверждают, что им удалось окончательно выяснить природу необычного запаха минерала антозонит. Согласно их исследованию, этот запах связан с присутствием в минерале вкраплений отличающегося высокой реактивностью молекулярного фтора, о котором говорили, что его существование в природе является невозможным. Познакомиться с кратким содержанием статьи немецких ученых можно сайте технического университета Мюнхена.

Фторид кальция (флюорит CaF2) можно встретить в природе в разном виде, например, в форме уран-содержащего радиоактивного черно-фиолетового минерала антозонит. Залежи этого природного материала впервые обнаружили именно на территории Германии. При крошении этот минерал издает неприятный и очень резкий запах, благодаря которому и получил свое название «Stinkspat», или «зловонный шпат». Эта его необычная характеристика была известна с начала IXX века, по этому поводу высказывались самые разные предположения, но прийти к согласию относительно природы этого запаха ученым до сих пор не удавалось. Возможной причиной издаваемого запаха назывались самые разные компоненты минерала: включения йода, соединения мышьяка, фосфора, селены, серы, хлора, озон, гипохлориты и различные соединения фтора.

Поставить окончательную точку в многолетних спорах химиков посчастливилось ученым, искавшим в антозоните следы наличия фтора в молекулярной форме. Известно, что фтор имеет самую большую электроотрицательность среди всех элементов таблицы Менделеева, в результате чего он может окислять даже сам кислород. В чисто молекулярном виде он способен реагировать практически со всеми веществами, кроме соединений самого фтора и большинства благородных газов. Из-за его таких необычных теоретических характеристик существование молекулярного фтора в чистом виде считалось до сих пор в природе невозможным.

Немецкие ученые проанализировали антозонит с использованием ядерного магнитного резонанса. В результате было показано, что в этом минерале фтор имеется именно в молекулярной форме. По мнению химиков, это случилось по той причине, что процесс радиоактивного распада урана приводит к постоянной диссоциации CaF2 на F2 и Ca. Молекулярный фтор сохраняется в минерале в полостях фторида кальция, так как он оказался устойчивым к воздействию F2. Во время разрушения кристаллов фтор из этих полостей выходит, окисляя молекулярный кислород окружающего воздуха, что является причиной образования озона, который и является ответственным за неприятный запах антозонита.

Кроме того, химики выяснили, что радиоактивность урана отвечает за черный цвет окраски минерала. В результате вышеописанной реакции диссоциации образуются также кластеры металлического кальция, придающего минералу темный, практически черный цвет.

Несколько ранее химикам из Германии впервые удалось получить соединение с наличием тройной связи между парой атомов бора. До этого считалось, что на подобную связь были способны только атомы кислорода и азота.