氟

克里斯•史密斯

本周，强酸不是强酸，但绝对是致命的。

基拉·j·韦斯曼

这位37岁的技术人员在进行一次常规的古生物学实验时，只在膝盖上撒了几百毫升左右的水。在这种情况下，他采取了正常的预防措施，迅速用实验室软管的水浇自己，甚至在医护人员前往的途中跳入附近的游泳池。但一周后，医生切除了他的一条腿，一周后，他就死了。罪魁祸首是氢氟酸(俗称HF)，而这位不幸的男子并不是它的第一个受害者。

与它的近亲盐酸和氢溴酸不同，HF是一种弱酸。这一点，再加上它的小分子尺寸，使它能够穿透皮肤并迅速迁移到更深的组织层。一旦经过表皮，HF开始解离，释放出高活性的氟离子。游离氟化物与两者紧密结合钙而且镁，形成沉淀到周围组织的不溶盐。失去了辅助因子，关键的代谢酶就不能再发挥作用，细胞开始死亡，组织液化，骨骼腐蚀。如果钙流失得足够快，心脏等肌肉就会停止工作。高浓度氟化氢灼伤仅占体表面积的2.5%(例如，脚掌大小)就会致命。

HF具有悠久的破坏行为历史，在19世纪夺走了几位化学家的生命，包括比利时的Paulin Louyet和法国的Jérôme Nicklès。这些勇敢的科学家为成为第一个分离出元素氟(F₂)从它的各种化合物，使用电解。然而，是Nicklès的同胞亨利·莫桑(Henri Moissan)在1886年成功了。为了实现这一壮举，莫桑不仅要与氟化氢(这类实验中首选的电解质)竞争，还要与氟本身(一种剧烈反应的气体)竞争。他的主要创新是用铂，是少数能够抵抗攻击的金属之一，同时将电解溶液冷却至-50℃以限制腐蚀。莫瓦桑的这一成就为他赢得了1906年的诺贝尔化学奖，但这种庆祝只是短暂的。另一位氟中毒的受害者，仅在两个月后就去世了。然而莫瓦桑的方法流传了下来，至今仍被用于从矿石氟石中生产数吨的氟。

具有讽刺意味的是，虽然元素氟对你的健康有害，但氟原子却出现在大约20%的药物中。最畅销的抗抑郁药百忧解，降胆固醇药立普妥，以及抗菌药物环丙沙星，它们的成功都要归功于氟。这怎么可能呢?因为氟的极端反应性的另一面是它与其他原子形成的键的强度，特别是包括碳．这种性质使有机氟化合物成为人类所知的最稳定和最惰性的物质之一。氟的特殊地位也源于“氟因子”，这个小原子能够微调整个分子的化学性质。例如，替换氢氟可以保护药物不被代谢酶降解，延长它们在体内的活性寿命。或者引入的氟可以改变分子的形状，使其更好地与目标蛋白质结合。这种精确的化学修补现在可以在制药实验室中使用一系列安全的、商业上可用的氟化剂进行，或者简单地外包给其他人。

我们大多数人的灿烂笑容也要感谢氟。牙膏中的抗蛀牙剂是无机氟化物，如氟化钠和一氟磷酸钠。氟化物不仅能减少牙菌斑细菌产生的牙釉质溶解酸的数量，而且有助于牙齿重建过程，它会渗入牙釉质，形成更坚硬的表面，以抵御未来的攻击。医疗应用还不止于此。由于异氟醚和地氟醚等含氟麻醉剂取代了乙醚和氯仿等易燃易爆替代品，让人入睡不再那么令人担忧。氟碳化合物也是开发人造血液的主要候选者之一氧气比其他溶剂更容易溶于这些物质。放射性氟(¹⁸F而不是自然发生的¹⁹F)是正电子发射断层扫描(PET)的关键成分，PET是一种全身成像技术，可以在癌变肿瘤扩散之前发现它们。

含氟化学品也是工业的支柱。其中最著名的是聚合物聚四氟乙烯，更广为人知的名字是聚四氟乙烯，它拥有世界上最光滑的固体的称号。它具有高度的耐热性和防水性能，可用于锅碗瓢盆的涂层，烘焙喷雾，以及去除家具和地毯上的污渍。加热和拉伸使聚四氟乙烯变成戈尔特克斯(Gore-tex)，一种运动服著名的多孔膜。Gore-tex的毛孔足够小，可以将水滴挡在外面，同时允许水蒸气(即汗液)逸出。这样你就可以在雨天跑步，而且还不淋湿。氟在保持凉爽方面发挥着另一个重要作用，因为空调和家用制冷设备使用的是节能的氟碳液体。氟的用途不仅限于土壤。当宇航员飞向太空时，他们相信氟弹性体，一种含氟橡胶。这些材料被制成o形环和其他密封装置，确保飞机即使在极端的冷热条件下也不会泄漏。 And when accidents do happen, space travellers can rely on fluorocarbon-based fire extinguishers to put the flames out.

氟一直被称为“化学之虎”。虽然这种元素当然保留了它野性的一面，但我们可以合理地声称已经驯服了它。由于迄今发现的天然有机氟化合物屈指可数，有些人可能会说，我们现在对氟的利用甚至比大自然本身还要好。

克里斯•史密斯

聚四氟乙烯被公认为世界上最滑的东西我敢打赌有一两个政客会因为氟而感谢它。还要感谢德国扎尔兰大学的Kira Weismann。下周，哎呦!

史蒂夫Mylon

我无法想象，如果一个人不幸患上了同名的疾病，他会说这些话。疼疼病。

这种病是由过度饮酒引起的镉首次报道是在东京西北约200英里的一个小镇。在镉污染土壤中生长的水稻的镉含量是正常水稻的10倍以上。这种病是由于高孔隙度导致骨骼脆弱易碎而导致的。

克里斯•史密斯

你可以和史蒂夫·迈伦一起了解这个令人头痛的因素，下周他将揭开镉的故事元素中的化学．我是克里斯·史密斯，谢谢收听，再见。