與鹼金屬相對的另一族元素就是我們現在要介紹的鹵族元素，在自然界沒有放射性
的鹵族元素包括氟 F、氯 Cl、溴 Br、碘 I，他們元素外觀以及活性差異很大〈常溫常壓下
F2淡黃色氣體是最活潑的非金屬在空氣中只要幾ppb就會致命，Cl2黃綠色氣體曾被用來
當作毒氣空氣中有幾個ppm也會致命，Br2是暗紅色液體、I2是紫黑色固體活性依次遞減，
碘的毒性最弱用於殺菌剛好〉，但都容易形成－１價的負離子，自然界中或有少數的碘以元
素狀態存在之外，全都以化合物存於礦物中。在配對時氟與另外三個姊妹喜好不同，氟偏愛
鹼土及稀土金屬，至於氯溴碘三姐妹最喜歡銀離子、亞銅離子、鉛離子、亞汞離子、亞鉈離
子等，因此在化學實驗多用硝酸銀溶液，來檢驗溶液中是否有氯溴碘三姐妹的離子，除了這
樣的組合之外鹵族與其他正離子的結合，都讓鹵族離子不安於家，只要其礦物暴露出來風吹
雨淋，很快的就會被雨水溶解出來並與鹼金屬離子一起被沖到大海。
氟是唯一可以把氧氧化的元素，與氧結合的化合物很容易被含氟的物質破壞，就像是
水晶、玻璃等物質一般都被以為很牢固，但是碰到氟化氫竟然被溶掉了，也因為氧搶不過氟
，使得氟化物對水的溶解度無法用一般的理由解釋，例如氟化鈣CaF2〈礦物名稱螢石，圖
三、四〉溶解度卻只有氯化鈣CaCl2或氯化鈉NaCl〈即食鹽、石鹽或岩鹽，圖二〉的萬分
之一，也因為溶解度小所以讓螢石成為一種常見的礦物。螢石中或多或少含有稀土族元素，
成為螢石照射到紫外線或陽光會發出螢光的原因，過去的電視、電腦螢幕使用映像管，螢幕
上的螢光劑主要就是稀土元素。有一部分氟化物呈現分子性如UF6、SiF4，前者用於濃縮鈾
擴散工廠，後者用在製造矽晶元。
鹵族元素很少成為礦物的主要成份〈不像鹼金屬〉，比較像是插花性質，例如礦物磷
酸鹽類多含一小部分鹵族元素，主要是因為像巨大的磷酸根〈PO4〉形狀與正離子結合後，
堆成固體時形狀並沒有很契合，因此留下的空隙恰好讓鹵族的原子填補，例如磷氯鉛礦 Pb5
(PO4)3Cl：
，基本上就是磷酸鉛因為氯只佔全部重量的百分之二點多，就好像不平衡的四腳桌
子必須在其中一腳墊紙板，少一個氯原子整個晶體就不穩固。這種插花現象出現在更常見的
礦物磷石灰 Apatite 化學式 Ca5(PO3)5(OH,Cl,F)，是牙齒與骨骼最主要的成份，其中的磷
酸鈣可以找氫氧根、氯離子或氟離子插花，但是在這種狀況氯離子比較不好因為氯化鈣是易
溶於水，氫氧根稍好，但是泡在酸性溶液中結構就會被瓦解，因為氫離子很喜歡氫氧根〈兩
者結合時會放出大量的能量〉，因此最強的磷石灰組合是氟磷灰石 Fluorapatite 〈氟與鈣的
結合最強，就像螢石一般〉。但是生物體將氟視為劇毒，不可能拿氟當成牙齒的材料，所以
動物的牙齒中沒有氟，為了讓牙齒更強更耐久因此有關專家便建議牙膏中添加氟，此外更重
要的是讓口腔保持鹼性常刷牙漱口。其他礦物如造岩礦物的矽酸鹽或是硫酸鹽、砷酸鹽、碳
酸鹽、硼酸鹽.......都可以常看到到有鹵族元素插花。
因此含有鹵族元素的礦物，屬於插花型的所佔數量眾多，但是要以他們來當鹵族的代表
礦物就比較不適合，因為他們在其礦物中扮演的角色比配角還不如，所以我們選擇其他的礦物
介紹：
〈１〉石鹽 Halite(NaCl)：與我們吃的食鹽成份相同，海水含有百分之三點多的
氯化鈉，只要海水被蒸發或是鹹水湖乾涸都會產生，因此是很常見 的
礦物，天然的石鹽結晶多不規則，原因是相似成份混在裏面包括CaCl2
、MgCl2、KCl、NaBr ....等，因此要得到像圖二1.1*1.1cm這般的石鹽
，要到產石鹽的礦區處，找石鹽被溶解之後又再次結晶的石鹽。石鹽或
與其相似的鹵族礦物與其他礦物 相異之處，是他們都易溶於水，與我們
常見的礦物 不易溶或慢慢溶於水〈風化〉的很不相同，石鹽的吸水性會
讓標本在潮濕的台灣幾 個月內付之流水〈如果不防潮的話〉。海水中的食
鹽，也許很多人不知道與許多金礦形成有關，這點我們在介紹銅族時來研究。
〈２〉螢石 Fluorite(CaF2)：氟的化學性質與其他三姐妹不大一樣，氟在插花型礦
物中偶而會與氯碰頭，此外都沒看到與其他姐妹在同一礦物中，因此要介
紹鹵族礦物，變成要將氟獨立開來。螢石是氟的代表性礦物，他與石鹽或
CaCl2、MgCl2不同因為他不易溶於水，所以容易保存，氟離子本身就是很
好的〈形成 錯離子所需〉配位子，因此螢石中常含有過渡元素如鐵、鎳、
錳.....而有多種顏色〈如圖三〉，螢石中亦常有稀土元素〈內過渡元素〉
，所以被紫外光照射會激發出螢光，甚為美麗，因此讓許多收藏者喜愛。
〈３〉氟鈉鹽Villiaumite(NaF)：圖五，在霞石正長岩的孔洞形成，表示原本插
花在母岩中 的氟離子，被溶出後與鈉離子再結晶產生；類似產出的含氟
礦物包括冰晶石 Na3AlF6、Fluocerrite-(Ce) (Ce,La)F3等。
〈４〉氯碘鉛石 Seeligerite〈Pb3Cl3(IO3)O〉：圖六。非常稀少的礦物。碘酸
根不會再被氧氧化，所以是少數可以在空氣中存放的含碘礦物。
〈５〉氯銅銀鉛礦 Boleite 〈KPb26Ag9Cu24Cl62(OH)48〉：這可以說是大驚奇
礦物，礦物的分子量達到10936.64，超過聚合物的等級，有關科學家將此
分子中原子排列順序弄清楚可是費了很大的功夫，氯離子同時與他的三
位好朋友銀、鉛、銅在一起也很難得，鹼金屬鉀在此變成插花角色，而更令
人不可思議的是，如此巨大分子竟然結晶形狀可與圖二NaCl、圖四CaF2之正
立方體一樣簡單，有些博物館便展示這樣的標本(本博物館的標本如圖七)。
〈６〉鹵銀礦類：在高中化學課為了檢驗鹵族三姐妹使用硝酸銀，反之要將銀離
子與其他正離子分開，只要加入含適當濃度氯離子溶液氯化銀便沉澱出來
，很明顯地鹵族三姐妹最中意的對象非銀離子莫屬，因此最能代表鹵族的典
型礦物應該是鹵銀礦類才對，但是實際上鹵銀礦竟然稀少到難以置信，主
要原因有二，第一：銀更喜歡硫、硒、砷，古人還用銀針檢驗砒霜，砒霜
就是砷，銀與他們大量的結合形成硫銀礦Ag2S、硒銀礦Ag2Se、深紅銀礦
Ag3SbS3、淡紅銀礦Ag3AsS3、輝銅銀礦Ag3CuS2....等，留下來的所剩無幾
。第二：銀就算與鹵族三姐妹結合，也只是脆弱小情侶，一但照光或受熱
小情侶便鬧分手，溴化銀 AgBr是黑白底片的感光劑，碘化銀AgI更慘連紅
外光都無法承受〈碘化物會被空氣中的氧氧化也是另人頭痛〉，氯化銀
AgC(角銀礦)l好一些但也不耐日照，有一些博物館好不容易蒐集到鹵銀礦
(有晶體的)，照完相之後，立即放到黑暗無光的冷藏室。我們博物館選 擇兩
種比較好照顧的鹵銀礦類，但仍然要放在暗的地方：(Boleite只能勉強算鹵銀
礦類，因為銀的比例稍微少了一點，找不到其他的鹵銀礦，仍可用他代表〉
１‧鹵銀汞礦 Iltisite 〈HgSAg(Cl.75Br.25)〉圖八。
2‧鹵硫汞銀礦 Capgaronnite 〈HgAg(Cl.6Br.3I.1)S〉圖九。
這種礦物到 1991年才被發現，由此可知鹵銀礦成員有多難找；在這篇文章即將結
束的最後，終於可以看到鹵族三姐 妹能相聚在一起，內心有一種說不出的喜悅。
留言列表
