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Stinkspat (Calciumfluorid) bestehend aus einem Fluorit-Mineral und winzigen Mengen elementaren Fluors aus der Grube Maria bei Woelsendorf in der Oberpfalz (Foto undatiert)
Der unangenehme Geruch, der beim Zerkleinern von Stinkspat entsteht, geht auf elementares Fluor zurück. Damit wurde erstmals nachgewiesen, dass Fluor auch in nichtgebundener Form in der Natur vorkommt. Bislang glaubte man, dass Fluor dort nur als Fluorid-Ion vorliegt, weil es das reaktivste unter den chemischen Elementen ist und selbst Laborglas zerfrisst. Als mögliche Ursache für den unangenehmen Geruch galten stattdessen Verbindungen mit Jod, Ozon, Phosphor, Arsen, Schwefel, Selen oder Chlor. Auch hypochlorige Säure und fluorierte Kohlenwasserstoffe waren als mögliche Ursache für den Gestank in Betracht gezogen worden.
Die Analyse in München
Florian Kraus von der Technischen Universität München und Jörn Schmedt auf der Günne von der Ludwig-Maximilians-Universität München haben das elementare Fluor jetzt mit Hilfe der 19F-Kernmagnetresonanz-Spektroskopie nachgewiesen. Es sei nicht verwunderlich, dass man zweihundert Jahre lang an dessen Existenz gezweifelt hätte, sagen die Forscher, denn es sei kaum zu glauben, dass elementares Fluor und Kalzium im Stinkspat nebeneinander vorliegen und nicht miteinander reagieren würden.
Radioaktivität spaltet Fluorit
Der Grund ist offensichtlich die geringe radioaktive Strahlung in dem Material. Stinkspat enthält winzige Mengen an Uran, das zusammen mit freiwerdenden Tochternukliden ständig Strahlung in das Mineral abgibt (“Angewandte Chemie“, doi: 10.1002/ange.201203515). Dadurch wird Fluorit in Kalzium und elementares Fluor gespalten. In der Folge entstehen kleine Kalzium-Cluster, die dem Stinkspat seine dunkelviolette Farbe geben. Das Fluor bildet kleine Einschlüssen und wird durch nichtreaktives Fluorit vom Kalzium abgeschirmt, so dass es in seiner elementaren Form erhalten bleibt.
