在16世纪末期和19世纪初期的时候,欧洲非常盛行炼金术。而今天咱们要介绍的这位神人,就是当地一位极其有名的炼金术师,叫做布兰德,家住在德国汉堡。跟其他炼金术师有所不同,这位布兰德除了是一位炼金术师以外,还是一位名气颇高的外科医生。
当时的炼金术师对黄金这种物质颇为着迷,要不然怎么能叫炼金术师呢。我们都知道其实西方的化学,就是在炼金术的基础上建立起来的一个学科。但是在当时的炼金术时代,人们还没有“元素”这个概念,所以能用来炼金的化学试剂实在是匮乏,匮乏到了什么程度呢?那就是很多炼金术士甚至把尿当做是重要的炼金术试剂。虽然现在听起来有些匪夷所思,但在当时这是非常合理的,毕竟尿这种东西取材实在方便,而且当时的人们坚定的认为:从人体上出来的东西,绝对有着某种神秘的力量。
作为一名“主流”炼金术师,布兰德也希望通过煮一些匪夷所思的东西来得到黄金。于是在某一天,他将目标转移到了当时的主要实验材料——人的尿液。他的理由非常的简单,黄金是黄色的,人的尿液也是黄色的。所以把尿煮干了,很可能会得到黄金。这确实是一个大胆而又新奇的尝试,而且想法也非常的刺激。
于是在年的一个夜晚,这位仁兄在德国汉堡圣米迦勒大教堂的地下室里,将自己收集来的多桶尿和木炭、石灰等等混合在一起,加热蒸馏大火煮干。虽然这个画面想想就辣眼睛,但为了科学和财富,布兰德已经没有了退路了。
最后的结果大家肯定都猜到了,我们的布兰德先生根本没有得到什么黄金。但就在这间黑暗的地下室里,他却得到了一种另外一种非常伟大的物质,而且比得到黄金的意义更大。
这种物质看起来有点像白蜡,周身散发出一种幽幽的蓝绿色光芒。虽然能散发出光芒,但摸上去却有着一种冰凉的触感。布兰德把这种物质叫做phosphorum,在拉丁文中为“冷光”的意思,英语叫做phosphours——白磷,也就是今天咱们要介绍的东西。
虽然布兰德发现这个物质的过程一点都不光彩,甚至有些恶心。但这个发现不仅让他成为了第一个发现磷元素的人,还成为了整个化学史上有记录以来第一个发现新元素的人,虽然在这之前像是金、银、铜、铁等化学元素都已经被发现,但是却没有明确的记载这些元素的发现者是谁。
布兰德发现的白磷是一种白色或者是浅黄色的半透明态固体,分子式为P4。在这其中4个磷原子通过6根P-P键形成正4面体结构。分子间的结构也具有极强的张力,这样一来就导致白磷的反应活性极高,在正常的室温下就可以与空气当中的氧发生反应,发出冷光。
白磷的燃点只有40度左右,而且受到摩擦或者是撞击都有可能导致局部温度达到燃点,出现自燃的情况。最初的火柴就是人们将白磷和硫等物质混合涂抹在小木棍上,只要在粗糙的表面进行摩擦即可生火。不过白磷有剧毒,所以那个时候的火柴用着极不安全,而且很容易自燃。
虽然布兰德当年发现的磷是白色的蜡状固体,但是磷原子通过不同的排列方式,还可以变身为红色的粉末状物体或者是带有金属光泽的黑色固体等等不同形态,比如红磷和黑磷。
年奥地利化学家施勒特尔就成功的发现了磷的第2种同素异形体——红磷。红磷的燃点大概是度,而且红磷无毒,于是后期的火柴便用红磷代替了白磷。
另外一种同素异形体黑磷则是通过白磷或者红磷在高温高压下的作用转化而成的。它的反应活性是最低的,表面具有类似金属一样的光泽。虽然磷元素并非金属元素,但是黑磷因其特殊的原子层状排列方式可以实现电流传导,根据这个原理可以用来制作成半导体材料。如今人们可以从石墨当中获取石墨烯,也可以从黑磷当中获得黑磷烯纳米片。未来黑磷在能源催化和生物医学等等不同的领域都有着极其广泛的应用前景。
当然磷这种物质除了可以制造明火之外,还能悄无声息的置人于死地。有机毒磷可以抑制人体内的乙烯单碱酶,使负责神经传递活动的乙烯胆碱不能被水解而积聚,最终导致中枢神经麻痹。二战时臭名昭著的沙林毒气和VX毒气就是这其中的代表。
磷这种元素就像我们之前介绍的卤族元素一样,关乎生死,难辨善恶。既可以造福人类,也能毁灭人类,当然好与坏并不取决于这种元素本身,而取决于人。