白磷彈投下后,會形成云狀火焰,方圓150米內(nèi)的生物都會被灼傷。一旦接觸到人的身體,可能將會造成嚴重燒傷?!笆軅叩纳眢w和衣服燃燒,他們的皮膚在逐漸熔化”,最后只剩下骨頭。
白磷彈,可謂是現(xiàn)實中的“三昧真火”。
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近期,巴以沖突加劇,造成了數(shù)以千計的人失去生命,數(shù)萬人流離失所,并且呈現(xiàn)擴大的態(tài)勢,被國際公約禁止使用的“死亡煙花”——白磷彈,再次進入人們視野。
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那么白磷彈是什么,到底它有何恐怖之處,以至于被國際公約禁止使用?
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還是要從磷開始說起。將火柴在火柴盒上輕輕一劃,它就能燃燒起來。如果學(xué)過化學(xué),大家應(yīng)該知道火柴頭的主要成分就是磷,準確來說,是紅磷——這是我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常能接觸到的磷。
磷,一種及其廉價的化工品,現(xiàn)代幾乎所有燃燒的東西都會用到它。據(jù)記載,最早由一位叫波蘭特(Henning Brand)的煉金術(shù)士從人的尿液中提煉出來。
波蘭特(Henning Brand)想,人的尿液和黃金顏色有點像,沒準能從中提煉出黃金,沒成想提煉出了磷
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根據(jù)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同,磷單質(zhì)可分為以下幾種主要類型:
紅磷(Red Phosphorus):其化學(xué)式為 P。紅磷是一種穩(wěn)定的磷單質(zhì)形態(tài),呈紅色或暗紅色的粉末狀。與后面要介紹的白磷相比,紅磷的化學(xué)反應(yīng)性較低,不易自燃。紅磷主要用于生產(chǎn)火柴、阻燃劑、化學(xué)試劑等。
黑磷(Black Phosphorus):其化學(xué)式為 P。黑磷是一種多晶體磷單質(zhì),呈黑色。它具有層狀結(jié)構(gòu),由磷原子形成的層之間存在弱的范德華力。黑磷是一種半導(dǎo)體材料,具有潛在的應(yīng)用于電子器件領(lǐng)域的特性。
從左到右依次為白磷、紅磷、紫磷和黑磷
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紫磷(Violet Phosphorus):紫磷是一種較穩(wěn)定的磷單質(zhì),呈紫色或深紅色。它在高壓下產(chǎn)生,具有不同于其他磷形態(tài)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。它的化學(xué)式可以表示為Pn,其中n是磷原子的數(shù)量,紫磷有不同分子量的變體。
磷的幾種形態(tài)(同素異形體)在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的
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最后一種就是本文著重介紹的——
白磷(White Phosphorus):其化學(xué)式為 P4。白磷是最常見的磷單質(zhì)形態(tài),也被稱為黃磷。白磷在常溫下呈黃白色固體,有蒜臭味。有毒,人的中毒劑量為15 mg,致死劑量為50 mg。它是磷家族最活躍的分子,具有極強的自燃性,燃點為40℃。
從左到右依次為白磷、紅磷、紫磷和黑磷的結(jié)構(gòu)圖。其中,白磷的結(jié)構(gòu)比較典型,是一個正四面體,每個頂點是一個磷
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白磷被用于制作白磷彈,就是因為它極其易燃。當白磷與氧氣接觸,通常在30℃至40℃之間,它會自發(fā)地燃燒,同時會產(chǎn)生明亮的火焰。白磷的燃燒溫度非常高,通常在2500℃至3000℃之間。這種高溫使得白磷燃燒時能夠引燃其他可燃物質(zhì),甚至可以穿透鋼板,并產(chǎn)生強烈的熱和火焰效果。燃燒過程中生成氧化磷蒸汽,其與空氣中的水蒸汽結(jié)合,能夠形成微小的顆粒而產(chǎn)生濃密的白色煙霧。
白磷燃燒的化學(xué)式
反應(yīng)產(chǎn)生的磷酸和偏磷酸都能夠腐蝕皮膚,尤其是偏磷酸可以引起組織的灼傷和潰爛,可破壞皮膚的細胞結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì),導(dǎo)致創(chuàng)傷、潰瘍和瘢痕的形成。
現(xiàn)在我們知道,白磷彈的核心組分是白磷。在白磷的基礎(chǔ)上,還會添加一種叫作三乙基鋁(Triethylaluminum,簡稱TEA)的燃燒助劑。白磷本就易燃,有了三乙基鋁的添加,如虎添翼,把易燃特性推到了極致。這使得白磷彈即使是在在狹小或空氣密度不大的空間,也能充分燃燒,并能燃燒普通燃燒材料難以燃燒的物質(zhì)。
美國M825A1 155毫米白磷彈結(jié)構(gòu)圖
圖源:參考文獻[3]
戰(zhàn)爭中使用時,白磷彈通常由飛機在500~ 1000米的高空投擲。當白磷彈被投擲后,炸彈引信引爆炸彈,炸裂飛散的燃燒劑均有白磷材料。
我們已經(jīng)知道,而白磷在常溫下是可以自燃的,它引燃鋁熱劑材料,引起劇烈燃燒。燃燒劑中還特別添加了粘稠的物質(zhì),能使燃燒劑粘在人體和裝備上,造成最大的殺傷效果。白磷彈爆炸后,可散射出近百個橘黃色火球,并伴有大量白霧,爆炸所產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)一旦接觸皮膚,會持續(xù)劇烈燃燒,直到把人的所有軟組織“熔化”。
白磷燃燒產(chǎn)生的煙霧中含有氧化磷等有毒物質(zhì)。吸入這些有毒物質(zhì)可能對呼吸系統(tǒng)造成刺激和損傷,引起呼吸困難、咳嗽、胸痛等癥狀。此外,白磷中的氧化磷化合物還可以對其他器官和系統(tǒng)產(chǎn)生毒性影響。
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此外,白磷的毒性可能對生殖系統(tǒng)和胎兒發(fā)育產(chǎn)生影響,并與某些癌癥的發(fā)生增加有關(guān)。白磷燃燒產(chǎn)生的有毒物質(zhì)具有一定的持久性:煙霧和殘留物中的有毒化合物可以沉積在環(huán)境中,長期存在并對人類和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在風險。鑒于白磷彈對人能夠造成巨大的身體和心理創(chuàng)傷,作為一種武器,其使用受到一些國際公約的制約:
根據(jù)《日內(nèi)瓦公約》第三和第四公約的規(guī)定,禁止使用任何能夠造成不必要的痛苦或引起嚴重不人道待遇的武器。這包括了對平民和非戰(zhàn)斗人員造成不必要的傷害或苦難。白磷彈的使用在一些情況下可能會被視為違反這一原則。
2008年通過的《集束彈藥公約》也對白磷彈的使用有所限制。根據(jù)該公約,禁止使用集束彈藥對平民造成不必要的傷害或苦難。盡管白磷彈不是集束彈藥的典型形式,但在一些特定情況下,白磷彈的使用可能與集束彈藥公約的規(guī)定相沖突。
第三次《海牙公約》(Hague Convention III):該公約于1899年和1907年修訂,規(guī)定了戰(zhàn)爭中的人道主義原則和限制。根據(jù)第二次修訂的公約,使用白磷彈作為化學(xué)武器是被禁止的。然而,該公約并未完全禁止白磷的使用,因為白磷也可以用于照明、信號和煙幕目的。
《化學(xué)武器公約》(Chemical Weapons Convention,CWC):該公約于1997年生效,旨在禁止和銷毀化學(xué)武器。白磷被列為一種化學(xué)品,但根據(jù)公約規(guī)定,白磷的工業(yè)用途和軍事用途之間的區(qū)分是重要的。該公約允許國家在工業(yè)用途下使用白磷,但禁止將其作為武器使用?!堵?lián)合國禁止化學(xué)武器公約》(United Nations Convention on the Prohibition of Chemical Weapons,OPCW):該公約于1997年生效,旨在禁止和消除化學(xué)武器。根據(jù)該公約,白磷被視為一種化學(xué)武器,禁止將其用于攻擊平民目標或產(chǎn)生不必要的痛苦。然而,白磷的使用仍然被允許用于軍事目的,如煙幕或防御用途。
· 愿世界和平 ·
參考文獻
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[2]磷:尿液、生命之源與致命毒藥-中科院物理所https://mp.weixin.qq.com/s/9pA3X-BWfCRaCUtSrDr93A
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作者:紀明華,中國科學(xué)院上海高等研究院博士、上海青瑞食品科技有限公司研發(fā)主管編輯:91
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