如果有一种元素能够表现“化合物的好坏取决于它们的用处”这一观念，那一定是砷。
原作 凯瑟琳·哈克斯顿(Katherine Haxton)
英国基尔大学物理与地舆科学学院
编译 Nature天然科研
*本文节选自：《天然的音符：118种化学元素的故事》
单质砷于 1649 年被初次承认，但早在公元前 4 世纪，亚里士多德(Aristotle)就曾描绘过它的矿藏。砷化合物或许是最臭名远扬的化合物，尤其是被称为砒霜的三氧化二砷。在 17 世纪的法国，砒霜被称为“poudre de succession”，意为“承继粉”。它是历史上许多有目共睹的谋杀案的主角。
相反，维多利亚时代的人都入神于砷不那么凶恶的用处，常用它来自我医治，乃至是把它当作春药。据传，达尔文使用它来医治湿疹。砷化合物也被用来制作一种美丽的绿色染料，用于墙纸和其他产品。但是，当湿润的房子中的真菌将这种染料转化为挥发性的砷化合物并导致多例中毒时，这种元素又再次表现出它昏暗的一面。这条触摸砷的途径最近被认为与被流放到南大西洋圣赫勒拿岛的拿破仑的死有联系 [1]。
18 世纪 50 时代，路易斯-克劳德·卡戴特·德伽西科特(Louis-Claude Cadet de Gassicourt)初次制备出有机砷化合物，这是一种带有激烈大蒜气味的发烟液体。它们切当的化学组成未能马上被辨认出来——砷化学的这个特征将贯穿整个 20 世纪。19 世纪中叶，罗伯特·威廉·本生(Robert Wilhelm Bunsen)接下了辨识卡戴特经过三氧化二砷与醋酸钾反响所制成的发烟液体成分的应战。在贝采利乌斯 [2] 的一些主张协助下，本生经过光谱元素剖析承认这种液体是四甲基联胂，通称二甲胂(Cacodyl)。这一姓名来自希腊语的“kakodyl“，意为“臭”，因而十分恰当。这是有机砷化学的开始，到今日人们现已知道到了多种多样的环状和线型砷化合物。
保罗·埃尔利希(Paul Ehrlich)研发出了一种要害的有机砷化合物——洒尔佛散(Salvarsan，又称胂凡纳明)，这是第一种医治梅毒的药物，也是第一种现代化疗药物。正是埃尔利希发明了“魔法子弹”(magic bullets)这个词语来描绘能够消除生物体内寄生虫的分子。洒尔佛散对梅毒晚期的患者并没有协助，并且这种药物需要与空气阻隔，因而导致医治施行起来较为困难。但埃尔利希被这种药物对前期患者的明显效果所鼓励，因而他花费了适当长的时刻开发更好的药物使用方法，并终究开发出了副作用更小且易于给药的胂凡纳明衍生物。洒尔佛散后来被承认为含砷—砷键的环状结构混合物 [3]。
砷在地球上的丰度排在第 20 位，且在生命体中遍及存在，因而砷中毒对世界上的很多人都构成了真实的要挟。在像孟加拉这样的国家，人们常常经过挖井来获取洁净、新鲜的饮用水，然后防止从充满着致病微生物的死水池塘中取水。不幸的是，由于许多区域的深层地质情况导致地下水常常被砷污染，所以砷中毒症状渐渐的变遍及。据估计，孟加拉约有 7000 万人现已触摸了高剂量的砷。
砷在环境中能够发作很多种化学反响，这一特色使砷污染不易被管理。此外，砷污染并不总是源于天然——砷化合物曾被用作家畜饲料添加剂和杀虫剂—— 这为该元素供给了其他的进入生物体系的途径。简略的文献查询标明，人们关于砷的重视会集在被迫摄入砷对健康的影响，而并非重视有机砷化学之美。
2011 年头，能够在高砷含量环境中生计的细菌的发现引起了很大的颤动。对美国加利福尼亚州莫诺湖细菌的开始研讨标明，砷或许能够替代细菌 DNA 中的磷， 然后使这些细菌对砷具有耐受性[4]。这一成果引起了广泛的争议，许多科学家认为砷酯太不安稳，不能发生安稳的 DNA 类似物。
21 世纪的这一发现，或许能够为解说 19 世纪时人们食用砒霜之谜供给一些头绪。在奥地利东南部的施第里尔，其时的人们经过服用砷化物来到达肤色白皙的意图。据记载，这儿的人服用了大剂量(300 mg，典型致死量为 65 mg)的三氧化二砷而未逝世。这一现象使得生物体或许能够逐步习气耐受这一毒药的理论呈现，但是后来的研讨批驳了这一理论。不管终究关于莫诺湖细菌[5]的一致是什么，砷依然会是最令人入神的元素之一，它既是或许的救主也是丧命的杀手。
参考文献：
[1] Kintz, P. et al. For- ensic Sci. Int. 170, 204–206 (2007).
[2] Seyferth, D. Organo- metallics 20, 1488– 1498 (2001).
[3] Lloyd, N. C. Angew. Chem. Int. Ed. 44, 941–944 (2005).
[4] Wolfe-Simon, F. et al. Science 332, 1163– 1166 (2011).
[5] Alberts, B. Science 332, 1149 (2011).
读者福利
读完这篇文章，你有什么感触？在谈论区留言，抽5 位读者，每人赠送《天然的音符：118 种化学元素的故事》一本。
图书简介：
活动规矩：
1. 在本文谈论中留言，点赞数前 5 名的读者每人将取得图书一本。点赞数计算于 4 月 20 日（星期一）正午 12:00 截止。
2. 现在礼品邮递仅限中国内地，如果您身在港澳台区域或国外，且留言入选点赞数前 5 名，能够请国内亲朋代收。
