教学素材||第2期:牙齿藏毒—氰化物和配合物

化学时光

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高中化学拓展

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这年头没点化学功底，连电视剧、电影可能都看不懂哟。近期，我们将挖掘电视中的精彩桥段，讲讲其中的化学猛料。

二战德国时期著名的战犯，希特勒的头号刽子手——海因里希·希姆莱，在战争末期乔装逃亡，落入了英国军队手中。希姆莱知道自己手上有六百万人的鲜血，没脸面对接着来的审判。1945年5月23日，自知没有好下场的希姆莱咬碎了镶在一颗假牙，自杀身亡，结束了他沾满鲜血的一生。

而假牙里面的毒药就是氰化钾或其他氰化物，放在牙齿最后 一颗位置，通常很安全。当被捕时，为了防止严刑拷打，间谍会用舌头顶开假牙，咬破药丸，一命呜呼！

① 氰化钾有多毒？

氰化钾，俗称山埃，无色或白色且易溶于水的固体，味道很独特，苦杏仁味，有剧毒，比砒霜还可怕好几倍。遇水会反应，生成氢氰酸，更毒毒毒！

CN-+ H2O ≒ HCN+OH_（弱酸根水解）

考虑所谓的“离开剂量谈毒性都是耍流氓” →_→。对人而言，大概一千克体重1到2毫克就致死了。

中毒的临床症状包括﹕

中毒者血液pH值两至三分钟内急剧下降

缺氧窒息呼吸困难

身体散发大量类似杏仁味的气味

严重昏迷及面部发紫

即使痊愈后，大部分中毒者的脑部和心脏一般都已受永久性伤害

②为什么氰化物有这么强的毒性呢？

结构决定性质！

第一，碳原子和氮原子通过叁键相连接，叁键给予了氰基相当高的稳定性。

第二，氰根离子CN-和CO是等电子体，都有孤对电子，都是很强很强的配位体。遇见金属离子就必须牢牢结合，打死都不放手那种。比如我们知道的铁氰化钾试剂，化学式K3[Fe(CN)6]和亚铁氰化钾，化学式为K4[Fe(CN)6]，都是CN-和铁形成6配位。

结合前面的中毒症状，缺氧！大家很容易联想到CO的中毒原理。血红蛋白中亚铁离子本身是用来携带氧气的，但CO进来，就霸占了押亚铁离子，导致血红蛋白不能参与运输氧气，造成人体缺氧中毒。

那氰根离子是不是也这样？

确实氰化物进入人体后，CN-也可以与血红蛋白的Fe2+形成配位键，也是很牢固那种，O2就没位置了，细胞得不到血液中的氧气而迅速窒息。不过如果只是这样，那毒性还不至于称为剧毒。

要知道人体含铁的蛋白除了血红蛋白，还有很多，比如细胞色素c。

原本正常人体呼吸系统是，呼吸氧气进入身体，与葡萄糖发生反应，释放出能量。细胞色素c干啥呢？它是呼吸链最后一步中最关键的角色，主要作用是依靠二价铁和三价铁之间的转化，把电子传递给氧气，将氧气转化为两个水分子。没有电子，氧气来了也没用。

怎么传递电子呢？铁本身是六配位的，细胞色素c里的铁只成了5根键，剩下一根用来传递电子。可一旦铁遇到了氰根离子，最后这一根也成键了，于是铁离子就无法继续传递电子，最终导致细胞不能进行有氧呼吸。于是细胞只能进行代偿性的无氧呼吸，产生大量乳酸，造成代谢性酸中毒，最终危及生命。

显然，后者阻断有氧呼吸的电子传递和前者霸占血红蛋白缺氧的原理不一样。

就好比氧气是三峡水库，血红蛋白则是大闸下面引水的多条水渠，有氧呼吸就是开闸的机关，要想利用水能发电（产生ATP），必须开闸同时提供水渠。水渠只是把氧气运输到各地，霸占了某处血红蛋白就是把某个水渠封住了。而干扰细胞色素c却等于直接破坏了开闸机关，一点氧气都用不了，所以很快就完蛋了。

③杏仁味？与杏仁什么关系？

氰化物如此可怕，恰好生活也隐藏了很多。比如桃、李、杏、枇杷，樱桃等果核中就含有机氰化物，其中苦杏仁含量最高，现在你知道为啥我们对氰化物的味道描述为苦杏仁味了吧。相比无机氰化物，有机氰化物中氰基是就没这么自由，以共价键的形式与其他原子相连，CN-很难游离出来与金属离子形成配位键，因此毒性要小很多。只是人体吃了有机氰化物的果核，破坏了原本的保护壳，就会转变为游离的CN-离子啦。所以这些果核也还是能不吃就不吃啦。

有人说，诶呀，杏仁不是零食吗？我吃过呢没死呀。

注意我们说的是苦杏仁，不是甜杏仁。通常北方的是苦杏仁，南方是甜杏仁，我们买来吃的也是甜杏仁。

苦杏仁中的氢氰酸(HCN)含量为0.17 %。而甜杏仁中氢氰酸含量仅为0.0067 %，其毒性可以忽略。

甄嬛里面，安陵容吃了一颗苦杏仁核就死了？

明显又夸张啦。

科学家基于小白鼠实验推算，成人一次性口服生苦杏仁40~60粒可中毒甚至死亡，特意提醒市民，吃生苦杏仁一天不能超过10个。另外，也是因为氢氰酸对呼吸中枢可产生一定的抑制作用，使呼吸运动趋于安静，因此也是止咳平喘的中药。

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