1939年,在德國(guó)和波蘭邊境接壤處的一個(gè)秘密掩體里納粹間諜正在監(jiān)督生產(chǎn)一種新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)。他們給它的代號(hào)是“物質(zhì)N”,這種物質(zhì)暴露在空氣中時(shí)會(huì)沸騰,接觸水時(shí)會(huì)爆炸, 被吸入時(shí)會(huì)致死,分解時(shí)會(huì)釋放致命的氫氟酸,被裝進(jìn)噴火器里點(diǎn)燃時(shí)它燃燒的溫度超過2400℃。計(jì)劃是打算用“物質(zhì)N”來武裝軍隊(duì),然后用它把聯(lián)軍的掩體熔成一鍋熱粥。但在研究了一段時(shí)間后, 即使是德國(guó)士兵也忍不住感嘆“哇哦”?!拔镔|(zhì)N”的實(shí)驗(yàn)被暫停了,因?yàn)榧{粹認(rèn)為它用起來實(shí)在是太危險(xiǎn)了。
世界上最危險(xiǎn)的化學(xué)品,有的毒性極強(qiáng),即使你只吸入了百萬分之一克也會(huì)喪命。有的氣味如此強(qiáng)烈 ,使人虛弱 ,令人恐懼甚至?xí)鼓阒職?。而且真?,這些化學(xué)物質(zhì)如此危險(xiǎn) ,連納粹都認(rèn)為它們可怕。讓我們從德國(guó)人在秘密武器掩體中試驗(yàn)的那種物質(zhì)開始。
1:三氟化氯
一開始他們打算每個(gè)月生產(chǎn)90噸,但最后整個(gè)二戰(zhàn)期間他們也只制造了大約30噸。他們制造出的這種物質(zhì)是三氟化氯,人類所知的最劇烈的氟化劑。氟化劑會(huì)打破分子結(jié)構(gòu), 然后用氟取代原來的氫原子。產(chǎn)生的結(jié)果被化學(xué)家稱為“劇烈的放熱反應(yīng)”,也就是氟火。氟火處理起來 ,甚至比氟氣還要危險(xiǎn)得多。任何有化學(xué)學(xué)位的人都會(huì)如此告訴你,當(dāng)然這句話他們不會(huì)有機(jī)會(huì)經(jīng)常講。
氟也是比氧更好的氧化劑,氧化劑是一種化合物 ,它在氧化反應(yīng)中會(huì)從別的化學(xué)物質(zhì)中偷取電子。它們也是燃燒的必要條件,三氟化氯則厲害到會(huì)讓常人看來無法起火的東西燒起來。比如磚塊, 石棉或者其他已經(jīng)燃燒過了的東西。氧化劑也常被用來為火箭燃料點(diǎn)火,曾有很短一段時(shí)間美國(guó)的火箭專家們還考慮用它來做推進(jìn)劑,但馬上他們就意識(shí)到這個(gè)想法不可取。
20世紀(jì)50年代初, 美國(guó)科學(xué)家首次嘗試大量運(yùn)輸三氟化氯。結(jié)果鋼罐爆裂 ,整整一噸三氯化氟溢出去。燃燒溫度非常之高以致于“吃掉”了一整層混凝土地面,以及底下一米深的泥土和碎石。一名目擊者形容這場(chǎng)溢出事故時(shí)只說了一句話,混凝土……燒起來了。
如今三氟化氯還在生產(chǎn)并被半導(dǎo)體公司用來清潔設(shè)備,以極其小心的方式。好消息是 ,人們還是能用常規(guī)的鋼桶把它安全地儲(chǔ)存起來,前提是必須密封, 而且你得非常非常小心。因?yàn)樗鼤?huì)馬上燒焦容器的內(nèi)側(cè),然后剩下一層不反應(yīng)的金屬氟化物電鍍薄膜。
2:疊氮化物
史上最易爆炸的人造化合物,這極不穩(wěn)定的小東西屬于一類被稱為“高氮能物質(zhì)”的化學(xué)品。它做自己該做的事 ,因?yàn)榈幌氇?dú)處。兩個(gè)氮原子結(jié)合組成的分子是世界上最穩(wěn)定的分子之一,它們的電子形成了一個(gè)極強(qiáng)的三價(jià)鍵。在自然界中 ,通常只有在分子被閃電擊中時(shí)才會(huì)被破壞。這樣的強(qiáng)度意味著當(dāng)兩個(gè)氮原子結(jié)合在一起時(shí)會(huì)釋放巨大的能量,所以如果你觀察AA分子 (Azidoazide Azide),你可以看到它是如何爆炸的。
它有14個(gè)氮原子, 由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)沒有一個(gè)原子處在三價(jià)鍵中。相反 ,它們處于一種松散約束的高能量狀態(tài)。并且極其容易向更穩(wěn)定的低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)變,這就意味著在這個(gè)過程中它們會(huì)釋放大量封存的能量。結(jié)果就是 ,AA高度不穩(wěn)定 ,而且非常容易爆炸。這玩意兒有多敏感? 實(shí)在不好說, 因?yàn)樗舾辛耍灾掠谌藗兌紵o法測(cè)量它到底有多敏感。
2010年在美國(guó)軍方的協(xié)助下 ,德國(guó)化學(xué)家把它造了出來。意在發(fā)展更多高能化合物,在他們第一次報(bào)告這個(gè)發(fā)現(xiàn)時(shí)。他們說 ,我來引用一下 “C2N14s太敏感了 ,已經(jīng)超出我們的測(cè)量能力……即使盡可能地將載荷調(diào)到最小, 在抗震和摩擦實(shí)驗(yàn)中,它還是會(huì)分解爆炸”。
來列個(gè)單子說明它有多敏感,以下是可以讓AA爆炸的原因:移動(dòng) ,觸摸,放入溶液, 靜置于玻璃盤,暴露于強(qiáng)光 ,暴露于X射線,放入光譜儀 ,打開光譜儀,以及我個(gè)人最喜歡的:無緣無故!他們把它置于抗震爆炸箱中 ,放在恒溫恒濕的暗室里……它還是爆炸了!
合成團(tuán)隊(duì)中的首席科學(xué)家們稱它為“一項(xiàng)非常令人振奮的發(fā)現(xiàn)”如果我研究疊氮化物, 每天早上醒來發(fā)現(xiàn)自己手指都還健在的話 ,那倒是一項(xiàng)令人振奮的發(fā)現(xiàn)。
3:二甲基鎘
這是一種有機(jī)金屬化合物,這意味著, 它有一個(gè)碳與金屬結(jié)合的分子。在這里, 金屬即是鎘。這是個(gè)很讓人討厭的自以為是的家伙。目前為止 ,我們講的化學(xué)品是會(huì)爆炸的,或是會(huì)讓一切陷入火海的。二甲基鎘也是會(huì)干這些事情的。但這不是它的最危險(xiǎn)之處,從綜合實(shí)力來說 ,它可能是世界上最毒的化學(xué)物。它有急性效應(yīng), 也有慢性效應(yīng)。也就是說 ,它可以讓你馬上喪命, 也可以讓你慢慢赴死。
一位金屬有機(jī)化學(xué)的先驅(qū)發(fā)現(xiàn)了它,他叫埃里?!た藙谒?。 是的 ,他也是德國(guó)人。當(dāng)時(shí)是1917年,克勞斯的一生簡(jiǎn)單來說是這樣。37歲時(shí) ,他因意外吸入了一些氯氣而死于自己的實(shí)驗(yàn)室。但死之前 ,他盡力報(bào)告了二甲基鎘這一發(fā)現(xiàn)。當(dāng)你吸入這種物質(zhì) ,它會(huì)立馬進(jìn)入到你的血液中。在那里 ,它就像個(gè)化學(xué)司機(jī), 把有毒的鎘化物運(yùn)送到你全身。
它如此高效率地利用了你的血液循環(huán)系統(tǒng),很快就感染了你血液流入最多的那些器官。比如肺 ,腎 ,肝,制造化合物奪取你細(xì)胞中原子的電子。但如果你吸入二甲基鎘后, 在最初的幾個(gè)小時(shí)里努力存活下來了。別抱太大希望 ,它還有高度致癌性,所以它將用癌癥來刁難你打倒你。
這東西非常強(qiáng)大, 作為一種可以利用空氣傳播的氣體。每立方米空氣中有百萬分之幾克, 就是法定安全上限。但是如果不慎溢出 ,你將怎么清理?用水嗎?當(dāng)它與水發(fā)生反應(yīng) ,會(huì)產(chǎn)生大量的熱和氫氣,氫氣是可燃的。 所以 ,它會(huì)在水中爆炸。
也許你可以把它掃掉?,可是……摩擦?xí)屗鸹?。或許你想就這樣等著它分解?好吧 ,它確實(shí)會(huì)分解。但會(huì)生成一層二甲基鎘過氧化氫 ,一種摩擦即燃的爆炸物。所以你與“轟!”之間只有一步之遙。除此之外,這東西有股金屬的惡臭味 ,會(huì)令人惡心不愉快。但跟下一個(gè)化學(xué)物相比 ,這種氣味根本不值一提。
4:丙硫酮
它不會(huì)爆炸, 不會(huì)起火 ,也不會(huì)毒到令你致癌。與其它我們介紹的化學(xué)物比起來, 它就像一只可愛的毛茸茸的兔子,但是這只可愛的毛茸茸的兔子會(huì)散發(fā)出你無法想象的最惡心的惡臭。沒錯(cuò) ,丙硫酮擁有“世界最臭化學(xué)物”的殊榮。它屬于硫醇 ,是一種碳原子和硫氫基結(jié)合的有機(jī)化合物。它們都很惡心,臭鼬的噴出物用兩種不同的硫醇達(dá)到讓人流淚的效果。大多數(shù)的含硫化合物是由腐爛的肉類釋放的,這是我們想要很好地探測(cè)到它們,并且不愿意去想像這種氣味的原因之一……但是說回臭味,丙硫酮的惡臭和讓人反胃可以排第一。只要一滴, 你從半公里之外馬上可以聞到。
20世紀(jì)60年代, 一小瓶這東西從實(shí)驗(yàn)室架子上掉了下來。200米開外的建筑里的人們都將他們的餅干丟掉了,關(guān)于丙硫酮沉默卻要命的力量, 最佳例子來自德國(guó)弗萊堡市。那是1889年 ,據(jù)記載一家肥皂廠的化學(xué)人員正研究一種叫做“三聚硫酮”的大分子, 以作為調(diào)料和香味劑。但是 ,當(dāng)他們把它分解成丙硫酮時(shí) ,工人們開始生病。報(bào)道說鄰近區(qū)域的人們不約而同地都爆發(fā)了嘔吐,最終整座城市都被疏散。
也許關(guān)于丙硫酮和硫基有很多東西可以研究,但是科學(xué)家們并不急著去鉆研, 這倒也很容易理解。最后 ,是世界上最具腐蝕性的化學(xué)劑,人類所制造出來的最危險(xiǎn)的酸。
5:氟銻酸
如果沒有超級(jí)酸的話,危險(xiǎn)化學(xué)物的清單怎么可能完整呢。所謂酸 ,即是它能給它旁邊的分子一個(gè)質(zhì)子,而這個(gè)質(zhì)子只是一個(gè)失去了電子的氫原子。這個(gè)過程叫做質(zhì)子化作用,而酸的強(qiáng)度取決于它給出這個(gè)質(zhì)子的容易度。弱酸, 比如醋酸。只是一種未稀釋的醋,它在質(zhì)子化別的分子時(shí) ,顯得非常艱難。因?yàn)樗蟛糠值姆肿訅焊粍?dòng)。
但像硫酸這樣的強(qiáng)酸 ,會(huì)把質(zhì)子打進(jìn)空氣, 就像春假里的沙灘排球?;叵胍幌隆拔镔|(zhì)N” 我們就知道氟有多瘋狂。這么說吧 ,氟銻酸的強(qiáng)度是硫酸的萬萬億倍。這個(gè)分子迫不及待地想要把質(zhì)子噴出去,一旦它失去了它的氫原子,剩下的氟原子和銻原子就會(huì)穿透周圍的任何物質(zhì), 搶奪附近分子的電子,身后只留下一堆黏糊糊的有機(jī)物。
特別值得一提的是氟很喜歡與鈣結(jié)合,所以一旦氟銻酸腐蝕透你皮膚和肌肉的脂肪組織。它的氟分子接著會(huì)燒透你的骨骼,儲(chǔ)存氟銻酸的唯一方法是使用聚四氟乙烯容器。順便說一下 ,聚四氟乙烯是靠碳氟鍵聚合起來的。這是有機(jī)化學(xué)里最牢固的鍵 ,沒有之一。
事實(shí)上 ,我們對(duì)這個(gè)酸知之甚少 ,因?yàn)橛盟鰧?shí)驗(yàn)太困難了。你無法將它放入注射器或者放在玻璃片上,它吃起玻璃就像吃棉花糖。你也不能把它放在實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜下, 它會(huì)吃了通風(fēng)柜。所以你真正能做的, 只有看著它。當(dāng)然最好是從……很遠(yuǎn)的地方。
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