Fluor als F2 in der Natur? Ja!

Als Schüler und als Chemiestudent lernt man allenthalben, dass Fluor molekular viel zu reaktiv sei, als dass es in der Natur als F₂ vorkommen könne. Die wichtigsten Fluor haltigen Mineralien Fluorapatit, Kryolith und Fluorit (Flussspat) enthalten dementsprechend Fluorid-Ionen. Jedoch hält die Natur immer noch einen Trumpf in der Hinterhand und zeigt, es geht doch! Wie immer ist es nur eine Frage der Bedingungen. Denn es kommt jetzt Radioaktivität ins Spiel!

Durch Vergesellschaftung mit Uran haltigen Mineralien wird Flussspat energiereicher Gammastrahlung ausgesetzt und es bildet sich das Mineral „Stinkspat“, auch „Antozonit“ genannt. Die Namensgebung dieser dunklen, fast schwarzen Varietät des Flussspats rührt von dem eigentümlichen Geruch her, der bei Zerschlagung des Minerals auftritt. Die Wissenschaftsgemeinde stritt lange über die Art und Herkunft des freigesetzten Gases. Chemikern der LMU Müchen und TU München ist jetzt erstmals der direkte Nachweis gelungen, dass das Gas tatsächlich F₂ ist und im Kristall eingeschlossen bereits existiert und keineswegs beim Zerschlagen erst entsteht (J. Schmedt auf der Günne, M. Mangstl, F. Kraus, Angew. Chem. 2012, 124, 7968 (kostenpflichtig)). Untersucht wurden dabei Proben aus der „Grube Maria“, gelegen im oberpfälzischen Wölsendorf, einem bedeutenden Fundort von Stinkspat. Mit Hilfe von Festkörper-NMR-Spektroskopie konnte darin eindeutig Fluor molekular als Gas nachgewiesen werden, das durch die Jahrtausende lange Bestrahlung gebildet wurde. Ebenso kann synthetischer, reiner Flussspat durch entsprechende Bestrahlung in Stinkspat überführt werden, wodurch der Bildungsmechanismus aufgeklärt werden konnte.

Die dunkle Farbe des Stinkspats rührt dabei nicht von Fluor her, sondern von Calcium-Clustern, die ebenfalls durch die natürliche Radioaktivität gebildet werden.

Die als „Very Important Paper“-gekennzeichnete Zuschrift hat es sogar auf die Titelseite der entsprechenden Ausgabe der Angewandten Chemie geschafft, zusätzlich gibt es eine Pressemeldung.