为什么和硫、硒、碲有关的化合物一般都很臭？
说起硫、硒、碲这几个元素，相信很多人脑海里会立刻浮现出“臭”这个字。确实，它们形成的许多化合物，尤其是气态的，都拥有令人难以忍受的气味。这可不是巧合，而是它们自身独特的化学性质决定的。
罪魁祸首：极强的还原性和亲电性
首先，我们要理解为什么这些元素会形成那么臭的化合物。这主要归结于它们在元素周期表中的位置。硫（S）、硒（Se）、碲（Te）都属于氧族元素，但它们比氧更靠下。这意味着，随着原子序数的增加，原子半径增大，最外层电子到原子核的距离也越远，吸引力减弱。
极强的还原性： 硫、硒、碲都喜欢“抢”电子，形成负离子，比如硫化物（S²⁻）、硒化物（Se²⁻）、碲化物（Te²⁻）。它们之所以这么喜欢抢电子，是因为它们的原子核对外层电子的束缚力相对较弱，更容易获得电子形成稳定的阴离子。当这些元素与氢结合时，就形成了我们熟悉的硫化氢（H₂S）、硒化氢（H₂Se）、碲化氢（H₂Te）。这些氢化物，特别是硫化氢，就是恶臭的“罪魁祸首”之一，那种腐败鸡蛋或臭鸡蛋的味道，相信大家都领教过。
亲电性： 它们也乐于与具有孤对电子的分子（如水、氨）形成配位键，或者与金属形成硫化物、硒化物、碲化物。在这个过程中，它们表现出一定的亲电性，意味着它们对电子密度较低的区域有吸引力。
为什么会“臭”？分子结构与嗅觉受体的互动
那么，这些化合物的“臭味”究竟是如何产生的呢？这涉及到更深层次的化学和生物学原理。
1. 低分子量挥发性： 硫、硒、碲的氢化物，例如H₂S、H₂Se、H₂Te，都是相对轻巧、容易挥发的气体。这意味着它们能够很容易地扩散到空气中，进入我们的鼻腔。
2. 弱的分子间作用力： 相比于形成氢键的OH键，SH、SeH、TeH键中的氢键作用力要弱得多。这意味着这些分子更容易从液态或固态中“挣脱”出来，变成气体。
3. 与嗅觉受体的“亲密接触”： 我们的嗅觉系统是一个极其复杂而灵敏的系统。鼻腔内的嗅觉感受器是特殊的蛋白质，它们能够识别空气中的特定分子，并将信号传递到大脑，从而让我们感知到气味。
“钥匙锁”模型： 传统上，我们认为气味是“钥匙锁”模型，即特定的分子形状能够正好匹配嗅觉感受器的特定结构。硫、硒、碲的氢化物，特别是硫化氢，其分子结构以及可能产生的极性，能够有效地与我们嗅觉感受器上的某些特定位点结合。
电子振动耦合模型（新兴理论）： 近年来，一些研究提出了更复杂的理论，认为气味感知可能与分子的电子振动谱有关。一些科学家认为，某些分子通过电子振动耦合的方式与嗅觉受体相互作用。硫、硒、碲及其化合物的电子结构和振动模式，可能使其能够触发我们大脑中与“臭味”相关的信号通路。
4. 氧化还原反应的可能性： 硫、硒、碲都容易被氧化。在空气中，它们可能与空气中的氧气或其他氧化剂发生反应，产生更复杂的、也可能带有不同气味的化合物。例如，硫化氢在不完全燃烧时会产生二氧化硫（SO₂），这是一种刺激性气体，味道也并不好闻。
具体化合物举例
硫化物：
硫化氢（H₂S）： 烂鸡蛋味，低浓度时不易察觉，高浓度则有腐烂肉类的味道。
甲硫醇（CH₃SH）： 类似腐烂卷心菜或臭鸡蛋的味道，是许多天然气和液化石油气的加臭剂，用来检测是否泄漏。
二甲硫醚（(CH₃)₂S）： 类似鱼腥味，也是海洋生物排放物中的常见成分。
硒化物：
硒化氢（H₂Se）： 比硫化氢更糟糕，有类似大蒜和洋葱混合在一起的令人作呕的气味。
二甲基硒（(CH₃)₂Se）： 同样具有强烈的恶臭。
碲化物：
碲化氢（H₂Te）： 甚至比硒化氢更臭，带有蒜味和煤油混合的气味。
二甲基碲（(CH₃)₂Te）： 也有极强的恶臭。
为什么有些时候闻不到，有些时候又很“上头”？
这里还有一个有趣的现象：硫化物往往具有“阈值效应”。
低浓度： 在非常低的浓度下，这些化合物可能并没有那么难闻，甚至有些人会觉得有某种“刺激性”或“特殊性”的味道。
中高浓度： 随着浓度的增加，它们会变得越来越臭，令人难以忍受。
高到极高浓度： 然而，有一个非常特殊的现象是，当硫化氢的浓度达到非常高的时候，我们的嗅觉神经可能会“麻痹”或“钝化”，反而闻不到臭味了。这对人来说是极其危险的，因为高浓度的硫化氢是有毒的，可能导致窒息。
总结
总而言之，硫、硒、碲及其化合物之所以普遍很臭，是因为它们具备了形成挥发性、能够与我们嗅觉受体产生特定相互作用的分子。它们的原子半径大，最外层电子束缚力弱，使其容易形成负离子和氢化物，并且这些化合物的分子结构和电子性质，恰好能够刺激我们大脑中与“臭味”相关的嗅觉信号通路。这是一种自然选择的结果，也是它们化学性质的直接体现。
所以，下次当你闻到那股“熟悉的味道”时，就可以知道，这很可能就是这些“臭味家族”的成员在向你打招呼了！
罪魁祸首：极强的还原性和亲电性
首先，我们要理解为什么这些元素会形成那么臭的化合物。这主要归结于它们在元素周期表中的位置。硫（S）、硒（Se）、碲（Te）都属于氧族元素，但它们比氧更靠下。这意味着，随着原子序数的增加，原子半径增大，最外层电子到原子核的距离也越远，吸引力减弱。
极强的还原性： 硫、硒、碲都喜欢“抢”电子，形成负离子，比如硫化物（S²⁻）、硒化物（Se²⁻）、碲化物（Te²⁻）。它们之所以这么喜欢抢电子，是因为它们的原子核对外层电子的束缚力相对较弱，更容易获得电子形成稳定的阴离子。当这些元素与氢结合时，就形成了我们熟悉的硫化氢（H₂S）、硒化氢（H₂Se）、碲化氢（H₂Te）。这些氢化物，特别是硫化氢，就是恶臭的“罪魁祸首”之一，那种腐败鸡蛋或臭鸡蛋的味道，相信大家都领教过。
亲电性： 它们也乐于与具有孤对电子的分子（如水、氨）形成配位键，或者与金属形成硫化物、硒化物、碲化物。在这个过程中，它们表现出一定的亲电性，意味着它们对电子密度较低的区域有吸引力。
为什么会“臭”？分子结构与嗅觉受体的互动
那么，这些化合物的“臭味”究竟是如何产生的呢？这涉及到更深层次的化学和生物学原理。
1. 低分子量挥发性： 硫、硒、碲的氢化物，例如H₂S、H₂Se、H₂Te，都是相对轻巧、容易挥发的气体。这意味着它们能够很容易地扩散到空气中，进入我们的鼻腔。
2. 弱的分子间作用力： 相比于形成氢键的OH键，SH、SeH、TeH键中的氢键作用力要弱得多。这意味着这些分子更容易从液态或固态中“挣脱”出来，变成气体。
3. 与嗅觉受体的“亲密接触”： 我们的嗅觉系统是一个极其复杂而灵敏的系统。鼻腔内的嗅觉感受器是特殊的蛋白质，它们能够识别空气中的特定分子，并将信号传递到大脑，从而让我们感知到气味。
“钥匙锁”模型： 传统上，我们认为气味是“钥匙锁”模型，即特定的分子形状能够正好匹配嗅觉感受器的特定结构。硫、硒、碲的氢化物，特别是硫化氢，其分子结构以及可能产生的极性，能够有效地与我们嗅觉感受器上的某些特定位点结合。
电子振动耦合模型（新兴理论）： 近年来，一些研究提出了更复杂的理论，认为气味感知可能与分子的电子振动谱有关。一些科学家认为，某些分子通过电子振动耦合的方式与嗅觉受体相互作用。硫、硒、碲及其化合物的电子结构和振动模式，可能使其能够触发我们大脑中与“臭味”相关的信号通路。
4. 氧化还原反应的可能性： 硫、硒、碲都容易被氧化。在空气中，它们可能与空气中的氧气或其他氧化剂发生反应，产生更复杂的、也可能带有不同气味的化合物。例如，硫化氢在不完全燃烧时会产生二氧化硫（SO₂），这是一种刺激性气体，味道也并不好闻。
具体化合物举例
硫化物：
硫化氢（H₂S）： 烂鸡蛋味，低浓度时不易察觉，高浓度则有腐烂肉类的味道。
甲硫醇（CH₃SH）： 类似腐烂卷心菜或臭鸡蛋的味道，是许多天然气和液化石油气的加臭剂，用来检测是否泄漏。
二甲硫醚（(CH₃)₂S）： 类似鱼腥味，也是海洋生物排放物中的常见成分。
硒化物：
硒化氢（H₂Se）： 比硫化氢更糟糕，有类似大蒜和洋葱混合在一起的令人作呕的气味。
二甲基硒（(CH₃)₂Se）： 同样具有强烈的恶臭。
碲化物：
碲化氢（H₂Te）： 甚至比硒化氢更臭，带有蒜味和煤油混合的气味。
二甲基碲（(CH₃)₂Te）： 也有极强的恶臭。
为什么有些时候闻不到，有些时候又很“上头”？
这里还有一个有趣的现象：硫化物往往具有“阈值效应”。
低浓度： 在非常低的浓度下，这些化合物可能并没有那么难闻，甚至有些人会觉得有某种“刺激性”或“特殊性”的味道。
中高浓度： 随着浓度的增加，它们会变得越来越臭，令人难以忍受。
高到极高浓度： 然而，有一个非常特殊的现象是，当硫化氢的浓度达到非常高的时候，我们的嗅觉神经可能会“麻痹”或“钝化”，反而闻不到臭味了。这对人来说是极其危险的，因为高浓度的硫化氢是有毒的，可能导致窒息。
总结
总而言之，硫、硒、碲及其化合物之所以普遍很臭，是因为它们具备了形成挥发性、能够与我们嗅觉受体产生特定相互作用的分子。它们的原子半径大，最外层电子束缚力弱，使其容易形成负离子和氢化物，并且这些化合物的分子结构和电子性质，恰好能够刺激我们大脑中与“臭味”相关的嗅觉信号通路。这是一种自然选择的结果，也是它们化学性质的直接体现。
所以，下次当你闻到那股“熟悉的味道”时，就可以知道，这很可能就是这些“臭味家族”的成员在向你打招呼了！
网友意见
严格来说是低价态的硫化合物有臭味，高价态的硫是近似无味的。
比如我以前用过的3个化合物
这3个化合物中硫元素价态从低到高，味道也从臭到无味。
我以前考虑过是沸点高低的问题，但是做了大量常温下都是固态的的硫酚和硫醚类化合物，我发觉只要是低价态的，即使沸点高，我还是可以问得到臭味。搞价态的即使沸点相对低（比如DMSO），味道一样不很强烈。
可能有人会觉得DMSO味道已经有一点了，但是如果你闻过硫酚的味道，一下子就可以对比出来。
所以我个人认为，对低价态硫化合物感知到臭味，更多应该是我们进化的选择。
因为低价态的硫化合物毒性比高价态的硫大很多。
还是以刚才的几个化合物为例
甲基苯基硫醚：
甲基苯基亚砜
暂未查到数据
甲基苯基砜
再用一个例子：
二甲硫醚
二甲亚砜（DMSO）
二甲砜
我总觉得是因为低价态硫本身对哺乳动物毒性太大，因此哺乳动物演化过程中天然会淘汰掉那些对低价态硫化合物不敏感的个体，最终演化成对低价态硫化合物敏感的现状。
我曾经写过一个关于视觉和嗅觉的小回答，可以供补充
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