铊元素：从治病到致命

近年来，关于铊中毒的新闻多次出现在报纸上，引起人们对铊的气味变得苍白。然而，由于铊在日常生活中并不常见，许多人仍然缺乏对这种致命元素的了解。事实上，尽管铊不是生物体所需的元素，但几乎我们每个人的身体中都含有铊，每个人每天从食物中摄入大约2微克铊。不过，别担心，一般人体中的铊含量不到0.5毫克，远低于800毫克的致死剂量，这对人体影响很小。

现在，人们已经避免了铊。然而，100多年前，两位科学家为了发现这种有毒物质的权利而陷入了一场争斗。更令人惊讶的是，铊在被发现后曾被用作治疗疾病的药物。这是怎么回事？

铊的基本性质(网络图)

1

早在1861年，在英国伦敦，一批硫酸被怀疑被未知物质污染了。为了找出真相，化学家们邀请了克鲁克斯。

如果发生在几年前，克鲁克斯可能要花很长时间，但在1861年，证明硫酸是否被污染是小菜一碟。

克鲁克斯(网络图)

不久前，德国化学家罗伯特·本生灯(注2)成功研制出一种无色的实验用气体灯，后来被称为“本生灯”，可以达到2300℃。本生敏锐地发现，当不同成分的化学物质在灯上燃烧时，会出现不同的火焰颜色，如紫色钾盐和黄色钠盐。

本生灯(网络图)

有了这个学生的成功经验，克鲁克斯自然想到了在被污染的硫酸上进行火焰颜色测试的想法。他将铂丝浸入少量硫酸中，然后在本生灯上燃烧。火焰很快显示出明亮的绿色。绿色火焰充分证明了这批硫酸确实被污染了，因为未被污染的硫酸燃烧时应该是无色的。那么，污染物是什么？

有可能是铜或钡的化合物吗？毕竟，铜和钡的火焰颜色测试也会出现绿色火焰。克鲁克斯想了一会儿后拒绝了这个想法。铜和钡的火焰测试分别显示蓝绿色和黄绿色，这与他眼前的亮绿色不同。然而，我们如何确定是什么因素导致了这种绿色火焰？克鲁克斯想到了当时刚刚发明的光谱仪。

本森和基尔霍夫最早开发的光谱仪(网络图)

分光计是一种可以分辨光谱的仪器。它是由本森在1859年与物理学家古斯塔夫·基尔霍夫(注3)合作开发的。它能把复杂成分的光分解成光谱线。本生灯想开发分光计的原因是为了克服本生灯的一个主要缺点:当测试复杂物质的火焰颜色时，各种颜色会互相覆盖，这是肉眼难以分辨的。从1859年到1861年初，本森和基尔霍夫通过分光计发现了新的元素铯和铷。

基尔霍夫(左)和本生(右)(网络图)

克鲁克斯匆忙找到一台分光计来测量污染物发出的绿色火焰。不出所料，污染物中所含的元素确实与铜和钡处于不同的光谱区域。克鲁克斯在英语中给元素铊和铊命名，它来自希腊单词thallos，意思是“绿芽”。他后来在那年3月的《化学新闻》上宣布了这一新发现。

2

在故事的这一点上，对铊的略微平淡的发现似乎已经结束，但偏偏有一个“程”却半途而废。

最初，几乎与克鲁克斯同时，法国化学家克劳德-奥古斯特·拉米也独立地发现了铊。拉米对铅仓库内壁上的沉积物非常好奇，所以他也用本生灯和分光计研究了它。在发现铊之后，克鲁克斯在研究中遇到了一些困难。一年中只提取了少量的铊化合物，但拉米成功地提取了铊。法国科学院得知这一消息后，将铊的发现归功于拉米。此时，远在英国的克鲁克斯完全被蒙在鼓里，一无所知。

法国化学家拉米(1820-1878，网络图)

1862年，国际展览在克鲁克斯领地英国伦敦举行。拉米似乎还沉浸在发现新元素的喜悦中，高兴地做了一个铊锭，并把它送到了展览会上。我们无法核实拉米当时是否了解骗子。简而言之，拉米不仅去克鲁克斯的领地展示了新元素铊，还获得了该展览的化学创新特别奖。

铊金属块(网络图)

骗子能不知道事情已经发展到这一步吗？听到这个消息，骗子们立刻暴跳如雷:哼，在我的地盘上挑衅简直太残忍了！

克鲁克斯很快在杂志上发表了一篇文章，表明他是第一个发现铊的人。克鲁克斯还严厉批评了拉米的行为，并要求国际展览撤销授予他的奖牌。拉米感到困惑，立即对克鲁克斯发起反击，发誓捍卫自己发现铊的权利。经过多次争吵后，双方仍对彼此不满意。此时，展会组委会充分展示了“把事情搞砸永远不嫌晚”的精神。没有参加展览的克鲁克斯也获得了一枚奖章...

后来，克鲁克斯在1863年被选为英国皇家学会的成员，而拉米则鲜有学术成就。从那以后，关于铊发现权的争论逐渐淡出人们的视野，许多人甚至承认骗子有权发现铊。克鲁克斯在1913年成为皇家学会的主席，他的名声达到了顶峰。拉米35年前就去世了。今天，当人们谈论铊时，他们通常把发现的权利归于更有名的骗子，而拉米很少被提及。

3

铊被发现后，人们起初没有注意到铊的致命毒性，但也试图用铊来治疗疾病。19世纪90年代，当法国研究人员试图用铊盐治疗盗汗时，他们意外地发现铊可以完全去除头发。后来，铊盐被用来帮助头癣患者去除体毛，从而促进头癣的治疗。直到上世纪上半叶，醋酸铊仍然是一种流行的脱毛剂。

乙酸铊结构式

然而，自20世纪20年代以来，铊盐已经在世界上造成了许多人死亡。有些人遭受不同程度的腿痛和胃肠不适。人们已经开始注意到铊的毒副作用。在上世纪末震惊中国的朱令事件中，受害者朱令因铊中毒在几天内失去了头发，出现肌肉麻痹和中枢性呼吸衰竭的症状。他一度昏迷了五个月，他的智力、语言、视力和其他功能受到了不可逆转的损害。

研究发现，铊可以模仿人体内重要的营养元素钾，并通过肠壁进入血液。尽管人体最终会识别出铊的诡计并将其驱逐，但驱逐并不完全。如果误食大量铊，不仅会导致脱发，还会严重损害中枢神经系统，干扰人体新陈代谢，诱发各种癌症。自1945年以来，世界各国都禁止使用铊盐。

1928年发表的一篇文章介绍了用醋酸铊治疗头癣(《新英格兰医学杂志》)

尽管铊对人体健康危害极大，但铊及其化合物仍广泛应用于航空航天、高温超导、医学诊断等领域。例如，在合金中加入适当比例的铊可以提高合金的强度和耐腐蚀性。铊-201同位素的半衰期为73小时，可用于诊断心脏病。

-

注意:

注1:克鲁克斯(1831919)，英国著名化学家和物理学家，1913年至1915年任皇家学会主席。他发明了辐射计和克鲁克斯管，并发现了辐射效应。

注2:德国化学家本生(1811899)除了发明本生灯和光谱仪外，还发明了各种实验仪器和化学分析方法，如本生电池、量热计、金属电解法等。

注3:德国物理学家基尔霍夫(1821887)在21岁时提出了著名的“基尔霍夫电流定律”和“基尔霍夫电压定律”，解决了电路设计中的难题，被称为“电路解决大师”。