化学札记 [复制链接]

　
发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(1)——上帝选择了葡萄糖
发信站: BBS 水木清华站 (Tue Jul 2 13:26:27 2002)

　　葡萄糖的费舍尔投影式并不好记，它不像阿洛糖那样，四个羟基
偏在一边，也不像艾杜糖，四个羟基一左一右，间隔排开，很有规
律。它的C2,C4和C5上的羟基在一边，而C3上的羟基却特立独行，偏
在另一边。若论排列的美感，葡萄糖绝对比不上阿洛糖和艾杜糖。

　　可是上帝选择了葡萄糖。它这种不规则的构象，恰恰使它在形成
六员的环式结构时，可以保证吡喃环上的五个取代基都占据平伏键，
达到最稳定的结构。这回阿洛糖和艾杜糖只能甘拜下风了，它们无论
怎样变化，总有一两个取代基不得不占据直立键。所以，大自然里几
乎都是葡萄糖的天下，而阿洛糖和艾杜糖，只好成为实验室里的东
西。

　　葡萄糖便这样，像一条怪蛇，咬住自己的尾巴，形成一个环状的
半缩醛。它以醛基碳上的另一个羟基，和形形色色的化合物缩合在一
起，形成了数以万计的糖苷，给这个世界增加了一道亮丽的风景线
——是的，几乎所有花朵里的花色素，都是以葡萄糖苷的形式存在。
几千年前，人们从一种叫茜草的植物根部浸取出一种糖苷，水解，就
得到了红色的染料——茜素。对这种古老文化的发扬，使我们今天有
了一大类的鲜艳的染料——含有蒽醌结构的蒽醌染料。

嗯，看完。经典

赞扬~~

很好，支持下

好~顶一个

发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(10)——关于汞
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Nov 21 22:53:14 2002), 站内

【 以下文字转载自 Geography 讨论区 】
发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Geography
标 题: 化学札记(10)——关于汞
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Nov 21 22:42:40 2002), 站内

　　汞是一种有用又有害的金属。金属而液体，这种因为6s电子的相
对论效应而宏观表现出来的奇妙特性使汞得到了广泛的应用。然而汞
不是人体的必需元素，如果摄入体内，汞离子即会和蛋白质、核糖上
的氨基、巯基、羧基等基团发生配合作用，破坏这些生物大分子的效
能。汞对大脑的神经损害特别严重，无怪凡汞中毒者无不反应迟钝、
精神失常，甚至出现意识性震颤。英文中有一句成语：“as mad as
hatter（像制帽工一样疯疯癫癫）”，可见于英国著名作家刘易斯·
卡罗尔(Lewis Carrol)写的《艾丽斯漫游仙境》中，其来源即是因为
以前的制帽厂中汞被用来处理制帽用的毛皮，制帽工长期接触汞，发
生了慢性中毒。
　　汞在自然界中几乎全部以硫化汞的形式存在，少部分以硒化汞、
碲化汞等硫化汞类似物存在。硫化汞，古名辰砂，以湖南辰溪盛产而
得名；又名朱砂，以其色红而得名。辰溪及其周边地区，包括贵州省
东部、云南省东部、重庆市南部是中国最大的汞矿所在地，尤以贵州
东部的铜仁地区、黔东南州为多。可惜，当地的汞矿经多年开采，已
近枯竭；现在被认为有希望接替贵州汞矿重要地位的是陕西的旬阳汞
矿。此外，青海的汞资源也很丰富，只是受环境因素等制约，一直无
法有效利用。
　　不过，中国的汞矿探明储量是15万吨，其中保有储量8万吨，居
世界第三。世界第一是西班牙，其阿尔默登(Almaden)汞矿的储量即
占世界汞矿总储量的三分之一。第二是吉尔吉斯斯坦，前苏联时期，
苏联93%的汞矿是由这个中亚小国提供的。第四是阿尔及利亚。以上
四国的汞矿总储量占到了世界汞矿总储量的94%。此外，意大利在历
史上有丰富的汞矿，无怪水银气压计的发明者（托里拆利）出在意大
利而不是其他国家，也无怪意大利成为第一个掌握汞齐镀镜法的国
家。然而，经过几百年的开采，意大利的汞矿已告衰竭。
　　关于汞矿，有一个流传很久的谬误，至今还有许多人相信，甚至
一些化学家和地质学家——那就是：汞湖是可能存在的。然而著名化
学家、科普作家郭正谊先生，曾撰有《水银湖的迷误》一文，详细论
证了汞湖不可能存在。这篇文章在网上不难搜到，我在此便不再赘述
了。

发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(9)——海洛因是怎么来的
发信站: BBS 水木清华站 (Fri Jul 5 13:45:25 2002)

　　植物可以合成多种类型的有机化合物，其中之一是酚。最简单的
苯酚未见于自然界，但苯酚的甲醚却是茴香油的主要成分。苯酚的芳
环上只有一个羟基，是一元酚，植物似乎更擅长合成多元酚。茶叶、
生柿子、五倍子中富含鞣质，鞣质就是连三苯酚的衍生物没食子酸的
葡萄糖酯。学过自然地理的人不会不知道腐殖质，腐殖质含有腐殖
酸，虽然至今没能完全阐明其化学结构，但其分子的核心是一个多羟
基取代的苯环，这是错不了的。

　　之所以会有这么多种的天然酚类化合物，要归功于一种叫酪氨酸
的氨基酸。从酪氨酸出发，通过各种生化过程，就可以转变为各种含
酚结构的化合物。在一种植物体内，酪氨酸被氧化成为儿茶酚的衍生
物，然后，一部分脱羧，一部分发生氨基转换，两部分再发生曼尼希
反应，就得到一个1-取代的异喹啉衍生物。这还没有完，这个中间体
还要发生甲基化、偶合、分子内共轭加成、共轭加氢、脱甲基化等许
多步骤，最后，我们得到了一种具有强烈生理活性的生物碱——吗
啡。这种植物，就是罂粟。

　　吸毒的人可能绝大多数不知道吗啡是酚类，从事毒品制造的那些
人恐怕也不知道。不过他们知道吗啡吸起来还不过瘾，所以还要再加
工一下。吗啡分子中还有两个羟基，可以和乙酸酐反应，发生酯化，
生成二乙酰衍生物。你已经猜到这就是臭名昭著的海洛因了，而且，
你可能也就明白，为什么在我国，连乙酸酐这种重要的化工试剂也属
于受到管制的药品。

发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(8)——百毒之首
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Jul 4 13:58:54 2002)

　　假如，单纯看致死量的话，氰化物并不是毒性最大的。肉毒杆菌
毒素，二噁英，这些都比氰化物厉害上万倍。但是因为氰化物的毒性
凶猛，可以使人干净利索地速死，又容易制取，在许多人的心目中，
它仍然是“百毒之首”。

　　氰化物的毒性恰恰来自于氰离子优良的配位能力。对许多过渡金
属，氰离子是最有效的配位体，例如六氰合铁(III)离子，其稳定常
数的对数值高达43.6，无怪普鲁士蓝这样一种含氰离子很多的化合物
不但无毒，而且还是优异的颜料。人体内有许多酶是含金属离子的。
血红蛋白由血球蛋白和血红素组成，血红素中便有一个三价铁离子。
细胞色素氧化酶含有两个血红素分子，所以在氰离子侵入人体时便首
当其冲被牢牢配合，第一个失效。没有细胞色素氧化酶转递电子的作
用，细胞内的呼吸作用便中断了——缺氧，便意味着死亡。

　　著名化学家舍勒有一个很坏的习惯，一旦制取出什么新气体，总
是忍不住先闻闻。氯气曾令他“肺部十分难受”，氰化氢更是差点让
他为科学献身，而他终究大难不死，堪称奇迹。事实上，氰化氢要想
发挥毒性，首先必须变成氰离子。有些不懂化学的以为氰化物是“无
毒”的，必须转变成氰化氢才变得剧毒，这恰恰是反了过来。

　　苦杏仁致死也在于氰离子。苦杏仁中大量含有一种叫苦杏仁苷的
苦味物质。这种东西进入胃中就被水解为两分子葡萄糖和一分子苦杏
仁腈。苦杏仁腈发生了一个消除反应，生成苯甲醛和氰化氢，毒性就
这样表现出来了。可是在工业上，人们却把这个消除反应反过来，用
醛、酮和氰化氢加成制造羟腈，再水解生成形形色色的有用化合物。
有机玻璃是这么来的，许多合成的氨基酸也是这么来的。

发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(7)——现代仓颉(下)
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Jul 4 13:57:58 2002)

　　造字表示新元素者，徐寿是第一人。徐寿的名字可能许多人不知
道，但他的号叫雪村，这个名字却是赖一个流行歌手得以让许多人过
口。十九世纪七十年代，在洋务运动方兴未艾之时，徐寿翻译了一本
叫《化学鉴原》的书。在这本书里，徐寿用音译元素英文名称第一或
第二个音节再加金字旁的方法，译了几十个元素的名称，像钴、锌、
锰、铝、镁之类，许多留传至今。1882年由法国人比利干口译、承霖
和王钟祥记录的另一本书《化学阐原》走了另一条路，用元素的性质
加金字旁构成新字。如钡的特点是原子量大，他们译为锺；钴的盐显
蓝色，他们译为锖；钙是石灰的成分，他们译为“金石灰”（三字合
为一字）；最神奇的是锰，因为当时管二氧化锰叫“无名异”，他们
就把这三个字（当然是繁体）堆叠起来，再加个金字旁，足有三十七
笔。——现在大家知道为什么徐寿造的字能流传下来，而这种意译出
的字湮没无闻了吧。

　　1900年，有一种叫《亚泉杂志》的自然科学刊物在上海问世，出
十期而止，现在在北京大学图书馆还可以找到全套。亚泉是创刊人杜
炜孙的号，这两字则是来自“氩线”，因为杜炜孙希望自己可以像氩
的辉光一样给中国带来哪怕些许的光明。这本杂志上登载的化学文章
沿用了徐寿的命名，又补造几个表示新发现元素的字，最重要的是，
首次使用气字头表示气体元素，这样便给氧、氯、氢、氮这些元素都
造了新字，不再像徐寿那样还使用养气、绿气、轻气、淡气之类的双
字名称了。

　　有机化学家则格外应该感谢一位叫郑贞文的化学家。那些形形色
色的带“月”“艹”“酉”“火”“口”的新字，最初都是来自他的
创意。郑贞文非常重视命名这件事，亲自写了《无机化学命名草案》
和《有机化学命名原则》，这两个文件后来就被旧中国的中国化学会
合称《化学命名原则》，确立为标准，新中国只是改叫《化学物质命
名原则》，沿用不改。

　　可以想像，如果没有铝、钠、苯、酯这样的字，现在的中国，现
在的中国科学会是怎样。为了表示对前辈的敬意，我想准确地读出这
些字是有必要的。现在大家不妨在心里念念下面几个字，再查一下字
典看看自己念得对不对：腈，胺，铬，羟，脎。

发信人: Nachsicht (leniency), 信区: Science
标 题: 化学札记(6)——现代仓颉(上)
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Jul 4 13:57:06 2002)

　　有许多人指责化学家不负责任地造字。鲁迅先生当年也写过一篇
《咬文嚼字》，认为根本用不着造许多古怪的新字出来，直接用英文
不是更方便。他们自然有一定的道理，但我不能赞成。语言是必定要
随社会的发展而发展的，作为一种意音文字，中文的一种独特的发展
方法就是制造新字。北魏从天兴二年到始光二年，通行的汉字多了一
千多个，不少流传至今。蒙古人管驿叫站，站就是驿的蒙古语发音的
转写，自然也就是一个新的汉字。从总的趋势来看，汉字的数目是越
来越多的，这是一件好事，何足为奇。

　　再来看一下西方语言，其实他们也不过是造字，而且造得比我们
更多。第一种发现的稀土元素叫铈(cerium)，这个词来自铈土(ceria,
即三氧化二铈)；而提取铈土的矿物叫做铈硅石(cerite)；铈土这个
词是为了纪念第一颗被发现的小行星谷神星(Ceres)，谷神星又是来
自谷神(Ceres)。这样，从谷神开始到铈，西方人硬是造了三个新词
出来，而我们不过造了铈这一个字。当然西方人造字也是很有规律
的，同源的词，词根相同，借词尾来区分，同一个词尾表示一类物
质。譬如元素名称，多以-ium或-um结尾，难熔氧化物则以-a结尾。
这两个词尾都是来自拉丁文，有趣的是-a表示是阴性，-ium或-um表
示是中性。中性可以表示新生的婴儿，这就是说，元素就像新生的婴
儿，从他们的氧化物——也就是他们的母亲——而生。

　　也不光是化学，别的学科也在造字。物理术语多用已有的词转喻
表达，生造的词较少，可是也给了我们“焓”和“熵”这两个宏伟而
费解的字。生物学多是意译，可是偷偷造的字也不少。鸸鹋，两个字
似乎散发着古老的气息，却只是emu的音译。不过相对来说，化学还
是造得最多。