锇tetraoxide

米拉Senthilingam

本周，一种化合物具有令人惊讶的化学性质。布莱恩·克莱格揭示了这一切。

布莱恩·克莱格

说到我们在日常生活中遇到的元素，锇并不是最重要的。让我们面对现实吧，一种最著名的金属，被用于制作钢笔笔头的合金，并不是真正的日常物质。但是它的化合物氧气，锇tetraoxide，既多才多艺又令人惊讶。

令人惊讶的是这种物质的物理结构。四氧化锇的四面体分子(形状让人想起儿童游戏中的金属千孔)在室温下升华，直接从固体变成蒸汽。这并不理想，因为这种物质是剧毒的——如果你能闻到它的强烈气味的话，它被比作两者氯而且臭氧在美国，它的浓度已经可以对肺部造成严重损害，甚至可能导致死亡。尽管如此，这种化合物在斯堪的纳维亚已经被用于医疗，在那里它被注射来治疗关节炎。

氧化物的晶体可能是无色的，但实际上它们似乎总是带着一种淡黄色的色调，这被怀疑是由棕色污染造成的锇二氧化碳．因为锇是一种稀有(而且有价值)的金属，看起来这种氧化物只不过是化学家陈列柜里的珍品，但事实上，这种昂贵的化合物在实验室里有很多作用，而且它能很好地发挥作用，值得花这么多钱。

四氧化锇仍然是一个谜

一些应用围绕着电子显微镜染色(偶尔光学显微镜)。使用四氧化锇的危害之一是它会导致失明，因为它会染色角膜(眼睛的透明外部部分)，阻断光线的传输。然而，对于那些使用透射电子显微镜的人来说，它能够结合脂质分子的双键，使表面变黑，这是非常有价值的。通过将锇嵌入细胞膜，电子束可以清楚地看到细胞膜，转换图像，并在细胞膜和细胞内的原生质之间形成清晰的对比。它还具有稳定组织中的蛋白质的优点，使结构保持在原位，否则当样品中的水被除去时，结构可能会崩溃。

电子显微镜学家发现四氧化锇的染色能力在研究某些塑料的详细结构时同样有用，因为它能更好地与特定类型的聚合物结合，显示出材料的结构。这种染色能力也被实验性地用于指纹检测，但成本和毒性的结合意味着它永远不会成为CSI的日常技术。考虑到这种化合物的危险性质，它对化学家来说确实是一个挑战，要把它安全地保存在实验室里，但幸运的是，它与有机化合物六亚甲基四胺结合，形成了被称为奥斯麦的金色晶体。它们在室温下是稳定的，避免产生有毒烟雾，但在需要时可以很容易地重新构成四氧化锇。

这种化合物也是一种强大的氧化剂，最常用于氧化烯烃，在有机化合物的同一侧添加对羟基(称为syn二醇)。它还可以在夏普莱斯氧胺化过程中发挥催化剂作用，以生产用于进一步有机合成的氨基醇，该机制赢得了同名卡尔•沙普利斯的诺贝尔化学奖在2001年。它甚至在锇本身的生产中发挥了作用，因为在精炼许多金属(特别是镍和铜)时，这种氧化物会作为少量的残留物产生。这种氧化物特有的刺鼻气味使锇得名“发现者”史密森坦南特来源于希腊单词“osme”，意思是气味。

2004年4月，当美国国家安全局(NSA)和英国政府通信总部(GCHQ)截获了计划将四氧化锇混合在一种常规炸药中制造恐怖武器的电话和电子邮件时，四氧化锇登上了新闻，当时有报道称，一起恐怖阴谋在英国被挫败。的确，这种化合物的存在可以增加炸弹的爆炸力，并可能通过产生可能导致失明或窒息的烟雾来增加其引起恐惧和混乱的能力，但对这种邪恶计划的可能性有一定的怀疑。

最大的问题是材料的成本，与铂金的价值相当。当时，它的重量约为每克100英镑，而且很难获得足够多的数量，使其值得使用——世界上每年的锇产量可能不到一吨——似乎不太可能被炸弹制造商使用。要用足够的四氧化锇来制造一枚有效的炸弹，至少需要花费一所像样的独立住宅的费用。在伦敦。如果有希望将足够多的材料送到预定的受害者手中，就需要一个密闭的环境。

四氧化锇仍然是一个谜。有毒，但对检查微观形态很有价值。一种有用的试剂和催化剂，但可能是脏弹的有效载荷。但无论如何使用，很难想象有人会用普通来形容这种珍贵的物质。

米拉Senthilingam

科学作家布莱恩·克莱格在那里，与非凡的四氧化锇化学。下周，一个实验。

西蒙棉花

首先，你把高锰酸钾晶体碾碎成细粉末，然后把它堆成火山锥状，放在隔热垫上。只需要在锥形的顶部弄一个小凹痕，然后用吸管/滴管慢慢地把甘油滴在上面。几秒钟后，混合物开始冒烟，然后顶部起火。

米拉Senthilingam

西蒙·科顿将在下周的元素中的化学．在那之前，感谢大家的收听，我是Meera Senthilingam。