1939年,在德國和波蘭邊境接壤處的一個秘密掩體裡納粹間諜正在監督生產一種新發現的化學物質。他們給它的代號是「物質N」,這種物質暴露在空氣中時會沸騰,接觸水時會爆炸, 被吸入時會致死,分解時會釋放致命的氫氟酸,被裝進噴火器裡點燃時它燃燒的溫度超過2400℃。計劃是打算用「物質N」來武裝軍隊,然後用它把聯軍的掩體熔成一鍋熱粥。但在研究了一段時間後, 即使是德國士兵也忍不住感嘆「哇哦」。「物質N」的實驗被暫停了,因為納粹認為它用起來實在是太危險了。
世界上最危險的化學品,有的毒性極強,即使你只吸入了百萬分之一克也會喪命。有的氣味如此強烈 ,使人虛弱 ,令人恐懼甚至會使你致殘。而且真的 ,這些化學物質如此危險 ,連納粹都認為它們可怕。讓我們從德國人在秘密武器掩體中試驗的那種物質開始。
1:三氟化氯
一開始他們打算每個月生產90噸,但最後整個二戰期間他們也只製造了大約30噸。他們製造出的這種物質是三氟化氯,人類所知的最劇烈的氟化劑。氟化劑會打破分子結構, 然後用氟取代原來的氫原子。產生的結果被化學家稱為「劇烈的放熱反應」,也就是氟火。處理起來 ,甚至比氟氣還要危險得多。任何有化學學位的人都會如此告訴你,當然這句話他們不會有機會經常講。
氟也是比氧更好的氧化劑,氧化劑是一種化合物 ,它在氧化反應中會從別的化學物質中偷取電子。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, 石棉或者其他已經燃燒過了的東西。氧化劑也常被用來為火箭燃料點火,曾有很短一段時間美國的火箭專家們還考慮用它來做推進劑,但馬上他們就意識到這個想法不可取。
20世紀50年代初, 美國科學家首次嘗試大量運輸三氟化氯。結果爆裂 ,整整一噸三氯化氟溢出去。燃燒溫度非常之高以致於「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溢出事故時只說了一句話,混凝土……燒起來了。
如今三氟化氯還在生產並被半導體公司用來清潔設備,以極其小心的方式。好消息是 ,人們還是能用常規的鋼桶把它安全地儲存起來,前提是必須密封, 而且你得非常非常小心。因為它會馬上燒焦容器的內側,然後剩下一層不反應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,這極不穩定的小東西屬於一類被稱為「高氮能物質」的化學品。它做自己該做的事 ,因為只想獨處。兩個氮原子結合組成的分子是世界上最穩定的分子之一,它們的電子形成了一個極強的三價鍵。在自然界中 ,通常只有在分子被閃電擊中時才會被破壞。這樣的強度意味著當兩個氮原子結合在一起時會釋放巨大的能量,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個氮原子, 由於其特殊的分子結構沒有一個原子處在三價鍵中。相反 ,它們處於一種鬆散約束的高能量狀態。並且極其容易向更穩定的低能量狀態轉變,這就意味著在這個過程中它們會釋放大量封存的能量。結果就是 ,AA高度不穩定 ,而且非常容易爆炸。這玩意兒有多敏感? 實在不好說, 因為它太敏感了,以致於人們都無法測量它到底有多敏感。
2010年在美國軍方的協助下 ,德國化學家把它造了出來。意在發展更多高能化合物,在他們第一次報告這個發現時。他們說 ,我來引用一下 「C2N14s太敏感了 ,已經超出我們的測量能力……即使儘可能地將載荷調到最小, 在抗震和摩擦實驗中,它還是會分解爆炸」。
來列個單子說明它有多敏感,以下是可以讓AA爆炸的原因:移動 ,觸摸,放入溶液, 靜置於玻璃盤,暴露於強光 ,暴露於X射線,放入光譜儀 ,打開光譜儀,以及我個人最喜歡的:無緣無故!他們把它置於抗震爆炸箱中 ,放在恆溫恆溼的暗室裡……它還是爆炸了!
合成團隊中的首席科學家們稱它為「一項非常令人振奮的發現」如果我研究疊氮化物, 每天早上醒來發現自己手指都還健在的話 ,那倒是一項令人振奮的發現。
3:二甲基鎘
這是一種有機金屬化合物,這意味著, 它有一個碳與金屬結合的分子。在這裡, 金屬即是鎘。這是個很讓人討厭的自以為是的傢伙。目前為止 ,我們講的化學品是會爆炸的,或是會讓一切陷入火海的。二甲基鎘也是會幹這些事情的。但這不是它的最危險之處,從綜合實力來說 ,它可能是世界上最毒的化學物。它有急性效應, 也有慢性效應。也就是說 ,它可以讓你馬上喪命, 也可以讓你慢慢赴死。
一位金屬有機化學的先驅發現了它,他叫埃裡希·克勞斯。 是的 ,他也是德國人。當時是1917年,克勞斯的一生簡單來說是這樣。37歲時 ,他因意外吸入了一些氯氣而死於自己的實驗室。但死之前 ,他盡力報告了二甲基鎘這一發現。當你吸入這種物質 ,它會立馬進入到你的血液中。在那裡 ,它就像個化學司機, 把有毒的運送到你全身。
它如此高效率地利用了你的血液循環系統,很快就感染了你血液流入最多的那些器官。比如肺 ,腎 ,肝,製造化合物奪取你細胞中原子的電子。但如果你吸入二甲基鎘後, 在最初的幾個小時裡努力存活下來了。別抱太大希望 ,它還有高度致癌性,所以它將用癌症來刁難你打倒你。
這東西非常強大, 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 ,你將怎麼清理?用水嗎?當它與水發生反應 ,會產生大量的熱和氫氣,氫氣是可燃的。 所以 ,它會在水中爆炸。
也許你可以把它掃掉?,可是……摩擦會讓它起火。或許你想就這樣等著它分解?好吧 ,它確實會分解。但會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 ,會令人噁心不愉快。但跟下一個化學物相比 ,這種氣味根本不值一提。
4:丙硫酮
它不會爆炸, 不會起火 ,也不會毒到令你致癌。與其它我們介紹的化學物比起來, 它就像一隻可愛的毛茸茸的兔子,但是這只可愛的毛茸茸的兔子會散發出你無法想像的最噁心的惡臭。沒錯 ,丙硫酮擁有「世界最臭化學物」的殊榮。它屬於硫醇 ,是一種碳原子和硫氫基結合的有機化合物。它們都很噁心,臭鼬的噴出物用兩種不同的硫醇達到讓人流淚的效果。大多數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到它們,並且不願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, 你從半公裡之外馬上可以聞到。
20世紀60年代, 一小瓶這東西從實驗室架子上掉了下來。200米開外的建築裡的人們都將他們的餅乾丟掉了,關於丙硫酮沉默卻要命的力量, 最佳例子來自德國弗萊堡市。那是1889年 ,據記載一家肥皂廠的化學人員正研究一種叫做「三聚硫酮」的大分子, 以作為調料和香味劑。但是 ,當他們把它分解成丙硫酮時 ,工人們開始生病。報導說鄰近區域的人們不約而同地都爆發了嘔吐,最終整座城市都被疏散。
也許關於丙硫酮和硫基有很多東西可以研究,但是科學家們並不急著去鑽研, 這倒也很容易理解。最後 ,是世界上最具腐蝕性的化學劑,人類所製造出來的最危險的酸。
5:氟銻酸
如果沒有超級酸的話,危險化學物的清單怎麼可能完整呢。所謂酸 ,它能給它旁邊的分子一個質子,而這個質子只是一個失去了電子的氫原子。這個過程叫做質子化作用,而酸的強度取決於它給出這個質子的容易度。弱酸, 比如醋酸。只是一種未稀釋的醋,它在質子化別的分子時 ,顯得非常艱難。因為它大部分的分子壓根不動。
但像硫酸這樣的強酸 ,會把質子打進空氣, 就像春假裡的沙灘排球。回想一下「物質N」 我們就知道氟有多瘋狂。這麼說吧 ,氟銻酸的強度是硫酸的萬萬億倍。這個分子迫不及待地想要把質子噴出去,一旦它失去了它的氫原子,剩下的氟原子和銻原子就會穿透周圍的任何物質, 搶奪附近分子的電子,身後只留下一堆黏糊糊的有機物。
特別值得一提的是氟很喜歡與鈣結合,所以一旦氟銻酸腐蝕透你皮膚和肌肉的脂肪組織。它的氟分子接著會燒透你的骨骼,儲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。這是有機化學裡最牢固的鍵 ,沒有之一。
事實上 ,我們對這個酸知之甚少 ,因為用它做實驗太困難了。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驗室通風櫃下, 它會吃了通風櫃。所以你真正能做的, 只有看著它。當然最好是從……很遠的地方。