化学动图:含金量最高的爆炸,在一团紫烟中结束

百科   科学   2024-05-05 19:55   北京  

今天是久违的化学动图时间,让我们来欣赏一种“古法炸药”的爆炸瞬间。


这是一种字面意义上含金量很高的危险物质,只需要轻微扰动或是稍微加热,它就会在猛烈的爆炸中迅速化为一团红紫色的烟。


少量雷金受热爆炸 | SF ChemGuy


这种物质被称为雷金(fulminating gold),据说它是人类历史上创造出的第一种烈性爆炸物。早在1585年,德国炼金术士Sebalt Schwarzer就在著作中记录了它的合成方法和特性。


合成雷金有很多种方法,Sebalt Schwarzer的合成方法比较复杂,要从用王水溶解黄金开始,经过好几天时间才能完成。现代人要想合成它就简单得多,只要让三价金化合物(例如氯金酸)和氨来反应就可以(但显然,你最好不要去合成)。


油画《炼金术士实验室爆炸》,作者Justus van Bentum(1670–1727)。这幅画描绘的可能就是雷金爆炸的场面


历史上很多人都曾经用雷金做过实验,由此也产生了各种爆炸事故,有记录比较严重的一次1809年发生在瑞典化学家Jöns Jacob Berzelius身上。据说此人一度合成了多达9克的雷金样品来搞研究(勇气可嘉),结果因为处理样品时用了太浓的盐酸而引发爆炸,被炸裂的烧杯碎片刺伤了眼睛和左手。他休养了好几个月才恢复了一些视力,手上还留下了紫色的疤痕。


三价金和氨中氮原子的结合是形成雷金的关键。不过这种物质是无定型的混合物,用常规方法无法成功结晶,因此很难用确切的化学式去描述它的构成。(PS:虽然名字和雷酸盐相似,但雷金并不是金的雷酸盐)


至于雷金爆炸时产生的紫烟,它的成分倒是已经确定:这是三价金还原成金单质形成的纳米颗粒。就在去年,一项实验收集了这些紫烟进行分析,证实了它的成分就是直径在30-300nm之间的金纳米颗粒。


雷金爆炸产生的金纳米颗粒。这些微小颗粒有独特的光学效应,根据尺寸不同而产生不同的颜色。| Jan Maurycy Uszko et al


古代的炼金术士曾尝试过利用这种奇特的物质,例如用它给物品镀金,或者制作药剂。而现代化学家研究它更多是为了避免意外地合成它——毕竟一旦见到这东西,就离发生实验室事故不太远了……


所以日照的香炉里装的就是它吗


封面图来源:Terrance Barksdale/Pexels


参考文献:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906356

https://www.researchgate.net/publication/291345854_A_review_on_fulminating_gold_Knallgold

https://arxiv.org/abs/2310.15125


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