本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
在我們所有的感官中，嗅覺仍然是最神秘的，化學家與這種感官的關係通常在他們接受培訓的早期就開始了，遠早於他們學會欣賞氣味的奇妙複雜性。而且它確實很複雜；雖然其他感官屈服得更早，但直到2004年，才有一個諾貝爾獎被授予給闡明嗅覺本質以及人類鼻子感知氣味的非凡組合機制的研究工作。
使我們能夠聞到化學化合物的主要特性是揮發性；分子應具有相對較低的沸點（或技術上，蒸氣壓），使其能夠從容器中逸出並與我們體內的生化機制相互作用。許多有機化合物都具有這種特性，因此大多數年輕的化學家在他們大學一年級或二年級的化學實驗室中都會遇到某種氣味。
嗅覺對人類來說是一種強大的感官，我們從古代生物那裡繼承了它，對他們來說，嗅覺是外部世界更重要的指南。在我們的大部分進化史中，嗅覺在探測配偶和捕食者以及避開和尋找營養和有毒食物方面至關重要。因此，在實驗室的最初幾天，發現學生本能地嗅化合物並不奇怪。實驗室導師必須不斷提醒他們不要這樣做，因為許多有機化合物是有毒的或至少是刺激性的，並且在適當的時候，這種習慣會在大多數未來的化學家進入研究生院時被消除。但學生們實際上是在延續化學研究的偉大傳統。在化學的早期，當沒有技術來確定分子的結構和特性時，顏色和氣味是化學家可以用來識別特定化合物的兩個主要品質。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
這不僅僅是學術研究的工具；法醫調查人員通常可以透過氣味識別毒物的存在。例如，砷具有大蒜般的氣味，氰化氫略帶苦杏仁味。在經濟大蕭條時期，紐約市警察招募了“氣味凱利”，這位地鐵嗅探器像尋血獵犬一樣的鼻子可以定位化學品和氣體洩漏以及死老鼠。難聞的氣味在戰時也可能有所幫助。在第一次世界大戰期間，毒氣的特徵氣味提醒士兵們即將發生的險惡事件。致命芥子氣的辣根般的氣味通常被一種名為溴化二甲苯的化合物所掩蓋，這種化合物聞起來像丁香；正如歷史學家理查德·羅茲所說，“因此，在戰時春天，人們驚恐地逃離了丁香灌木叢散發出的芬芳微風”。不幸的是，並非所有毒物都具有引人注目的氣味。一氧化碳是一個臭名昭著的例子，許多因該氣體造成的死亡事件發生是因為人們在氣體在他們周圍積聚時無法聞到它。沙林毒氣是另一個例子；如果沙林聞起來像芥末，那麼像1995年東京地鐵事件這樣的襲擊將更難實施。有時，就像天然氣的情況一樣，一種潛在的危險無味劑可以摻入極少量的高度氣味新增劑，以便可以檢測到洩漏。在天然氣的情況下，該新增劑是甲硫醇。
這就引出了硫醇和難聞的氣味。在關於難聞氣味的帖子中寫幾句話，你通常會看到化學家湧入評論區，為他們自己最喜歡的難聞氣味提供建議。氣味通常是主觀的（並且具有文化特異性，例如乳酪的情況），但是如果你要求化學家普遍同意元素週期表中的一種元素，該元素成功地獲得了難聞氣味之王的稱號，他們可能會選擇硫，特別是以硫醇的形式。硫醇 - 也稱為硫醇 - 是硫與氫鍵合的化合物，原子組合表示為SH。硫醇因引起難聞氣味而臭名昭著有點不公平，因為它們也促成了葡萄柚和咖啡的氣味，但毫無疑問，硫醇是氣味世界中一些令人討厭的居民的一部分，包括臭鼬噴霧和腸胃脹氣。此外，正如天然氣示例所示，人鼻對低至十億分之幾的硫醇濃度非常敏感。
幾乎所有擁有化學高階學位的人都聞到過硫醇的味道。我個人與硫醇的經歷可以追溯到我的本科時期，當時我在一個裝置嚴重不足且安全意識淡薄的實驗室裡度過，這個實驗室會讓OSHA調查員穿著消毒靴子發抖。整個實驗室只有一個通風櫥，這是為了放置一個名為Kipp's apparatus的古怪裝置，該裝置用於生成最簡單的硫醇，硫化氫，表示為H2S。H2S有助於形成經典的臭雞蛋氣味。
該裝置包含一些硫化鐵屑在鹽酸中。兩種化學物質之間的反應產生了氣體，我們會將氣體鼓入試管中進行各種實驗。我們從不厭倦在實驗室裡互相追逐，試圖將裝有令人厭惡氣味的試管塞到彼此的鼻子下。我們的導師從未告訴我們，硫化氫不僅有氣味，而且劇毒。當我十幾歲的時候，我在自己的私人“實驗室”裡也有過類似的經歷，這個實驗室設定在通風不良的備用浴室裡。我過去常常高興地將安全別針和回形針溶解在硝酸中，並觀看棕綠色的二氧化氮氣體從試管中升起。二氧化氮也有一種非常難聞的氣味，整個房子有時都瀰漫著這種氣味。後來當我開始讀研究生時，我非常驚訝地發現這種氣體可能是一種沉默的殺手；引起肺水腫，直到它突然殺死你。
回到硫化氫和硫醇，它們通常會給硫帶來壞名聲。考慮這篇文章，該文章詢問丁基硫醇的氣味是否比巨大的山羊乳酪火災的氣味更糟糕。這有點像問溺水而死比燒死更糟還是更好。關鍵是，無論硫的其他優點或危害如何，含有硫且氣味難聞的化合物肯定會將人們變成社會棄兒。這就是當英國埃索研究站的工人們試圖用三硫代丙酮製備硫代丙酮時發生的事情。即使你對這些化學物質一無所知，你也應該已經看到了它們名稱中的“硫代”，並猜到麻煩即將來臨。或者在這種情況下，在下風四分之一英里處
“最近，我們發現自己遇到了超出我們最壞預期的氣味問題。在早期實驗中，一個塞子從一個殘留物瓶子中跳了出來，儘管立即更換了，但還是立即引起了在200碼外的一棟建築物中工作的同事的噁心和不適。我們有兩位化學家，他們所做的只是調查少量三硫代丙酮的裂解，卻發現自己在一家餐廳裡受到了敵視的目光，並遭受了服務員用除臭劑噴灑他們周圍區域的羞辱。
氣味無視稀釋的預期效果，因為實驗室的工作人員並不覺得這些氣味難以忍受……並且真誠地否認責任，因為他們是在封閉系統中工作。為了讓他們相信並非如此，他們與其他觀察員一起分散在實驗室周圍，距離最遠可達四分之一英里，並將一滴丙酮-寶石-二硫醇或粗三硫代丙酮結晶的母液放在通風櫥中的一塊手錶玻璃上。氣味在幾秒鐘內就在下風處被檢測到。”
我已經看到了很少有比這更好的例子來展示你如何透過化學的奇蹟立即獲得惡名。但是，如果你認為硫醇是最糟糕的，那就再想想。我將給你留下兩位二十世紀偉大的科學家之間的對話，它說明了據稱與硫醇相似的化合物可能有多糟糕。在元素週期表中，硫後面是硒和碲。硫化氫聞起來很糟糕，我們知道元素週期表中同一列的元素表現相似。硒化氫和碲化氫會是什麼氣味？萊納斯·鮑林（LP）被廣泛認為是本世紀最偉大的化學家，他為馬特·梅塞爾森（MP）（生物學中最美麗的實驗的發明者）提供了一些有益的見解。
LP：嗯，馬特，你知道碲，元素週期表中硒下面的第VI族元素嗎？MM：嗯，是的。硫，硒，碲...
LP：我知道你知道硫化氫的氣味有多難聞。你聞過硒化氫嗎？
MM：不，我從來沒有。
LP：嗯，它聞起來比硫化氫難聞得多。
MM：我明白了。
LP：現在，馬特，碲化氫聞起來比硒化氫更難聞，就像硒化氫與硫化氫相比一樣。
MM：啊...
LP：事實上，馬特，一些化學家在處理碲化合物時不夠小心，他們患上了一種被稱為“碲氣”的疾病。結果，他們與社會隔絕了。有些人甚至自殺了。
MM：哦。
LM：但是馬特，我相信你會小心的。你為什麼不考慮一下，如果你想研究一些碲化合物的結構，請告訴我？
我懷疑大多數研究生都不會開始這個專案，即使這意味著他們可以為萊納斯·鮑林工作。
補充：碳基奇物對其他一些令人難聞的實體進行了闡述。