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当地时间8月4日下午,黎巴嫩首都貝鲁特港口发生巨大爆炸,造成严重人员伤亡和财产损失。据报道,爆炸是由港口区存放的2700吨硝酸铵引起的。能用于制作化肥的硝酸铵为何有这么大的破坏力?原来,它是“爆脾气”的硝基化合物大家族中的一员。硝基是指硝酸(HNO3)分子中去掉一个羟基(OH-)后剩下的基团。硝基(NO2 )与其他基团相连的化合物称为硝基化合物。比如这个家族中的“杠把子”梯恩梯—三硝基甲苯,属于芳香族硝基化合物;含有氧-硝基的硝酸酯类化合物,如硝酸甘油,它既是炸药,又是良药;含有氮-硝基的硝胺类化合物,出了不少高能炸药,如黑索今、奥克托今,CL-20(一种笼型多环硝胺)更是当今可实际应用的能量最高、威力最大的非核单质炸药。
太恩(PETN)学名季戊四醇四硝酸酯。它比硝酸甘油多了一个硝基,所以威力更大;又因为它的分子结构对称性好,所以是硝酸酯类炸药中安定性最好的一个。它也与硝酸甘油一样,可作为血管舒张药,治疗心绞痛。与TNT相比,它的威力较大,但安定性低,成为雷管、导爆索,乃至原子弹起爆配方中的常见成分。
黑索今(RDX)学名环三亚甲基三硝胺,属于分子中含有氮-硝基的硝胺类炸药。这类炸药的安定性介于芳香族硝化物炸药与硝酸酯炸药之间,能量较高,是综合性能极佳的炸药。1899年德国人亨宁首先合成黑索今,但最初设想是用于医药,后来发现其爆炸威力巨大—比硝酸甘油还猛烈,是同等质量梯恩梯的1.5倍,而且容易起爆,最终被当作炸药使用。在原子弹出现以前,它是威力最大的炸药。梯恩梯和黑索今以不同比例组成的黑梯炸药,是运用最广泛的一种混合炸药。
硝胺类炸药分为氮杂环硝胺、脂肪族硝胺及芳香族硝胺三类。最重要的硝胺类炸药是氮杂环硝胺中的黑索今及奥克托今。奥克托今(HMX)学名环四亚甲基四硝胺,它与黑索今为同系物,1941年从乙酸酐法制得的黑索今中被发现并分离出来。奥克托今的威力是梯恩梯的1.7倍,是目前单质猛炸药中爆炸性能最好的一种,且容易起爆、安定性较好。阻碍其广泛使用的因素是其昂贵的价格,现仅用于高威力导弹战斗部、核武器的起爆装药和固体火箭推进剂的生产。
特屈儿学名三硝基苯甲硝胺,分子中同时含有碳-硝基及氮-硝基,威力是梯恩梯的1.2倍左右,是常用猛炸药的一种。在化学爆炸的过程中,根据反应速率的快慢和化学反应波的形式,分别会发生爆轰、爆燃和快速燃烧的现象。所谓猛炸药最大的特征为爆炸的主要形式是爆轰,一旦被起爆,就会产生较高的爆速和强烈的破坏威力。
现在对各种高能炸药的研发方向,大都是把更多的硝基引入碳、碳-氮、氧-氮等分子骨架上,而且骨架部分往往采用带有张力的环结构,以便在环结构解体的反应中一下子释放出更多的能量。比如六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,俗称CL-20)就是一种笼型多环硝胺,它是当今可实际使用的能量最高、威力最大的非核单质炸药,是梯恩梯的2倍。1987年美国首次合成成功。我国是世界上第三个自主成功合成该炸药的国家。因其造价昂贵,目前并未普及。
八硝基立方烷(ONC)已被证实是目前威力最大的常规碳氢氮氧类炸药,但由于合成非常复杂,所能得到的晶型密度还不高。高能炸药的研发方向,除了更多的硝基、更具张力的空间结构,碳、氢元素还要尽可能少,比如ONC这种立方烷的氢就全部被硝基取代,使其爆炸后更多地产生氮气,以提高炸药性能,减少污染。科学家还在探索全氮高能炸药,能量水平理论上可达到10~100倍于梯恩梯的级别。1999年,美国首次合成全氮阳离子(N5 )盐;2018年,我国在世界上首次合成全氮阴离子(N5-)盐。未来,科学家还要让更多的氮原子手拉手连成一串。
5. 太恩
太恩(PETN)学名季戊四醇四硝酸酯。它比硝酸甘油多了一个硝基,所以威力更大;又因为它的分子结构对称性好,所以是硝酸酯类炸药中安定性最好的一个。它也与硝酸甘油一样,可作为血管舒张药,治疗心绞痛。与TNT相比,它的威力较大,但安定性低,成为雷管、导爆索,乃至原子弹起爆配方中的常见成分。
6.黑索今
黑索今(RDX)学名环三亚甲基三硝胺,属于分子中含有氮-硝基的硝胺类炸药。这类炸药的安定性介于芳香族硝化物炸药与硝酸酯炸药之间,能量较高,是综合性能极佳的炸药。1899年德国人亨宁首先合成黑索今,但最初设想是用于医药,后来发现其爆炸威力巨大—比硝酸甘油还猛烈,是同等质量梯恩梯的1.5倍,而且容易起爆,最终被当作炸药使用。在原子弹出现以前,它是威力最大的炸药。梯恩梯和黑索今以不同比例组成的黑梯炸药,是运用最广泛的一种混合炸药。
7.奥克托今
硝胺类炸药分为氮杂环硝胺、脂肪族硝胺及芳香族硝胺三类。最重要的硝胺类炸药是氮杂环硝胺中的黑索今及奥克托今。奥克托今(HMX)学名环四亚甲基四硝胺,它与黑索今为同系物,1941年从乙酸酐法制得的黑索今中被发现并分离出来。奥克托今的威力是梯恩梯的1.7倍,是目前单质猛炸药中爆炸性能最好的一种,且容易起爆、安定性较好。阻碍其广泛使用的因素是其昂贵的价格,现仅用于高威力导弹战斗部、核武器的起爆装药和固体火箭推进剂的生产。
8.特屈儿
特屈儿学名三硝基苯甲硝胺,分子中同时含有碳-硝基及氮-硝基,威力是梯恩梯的1.2倍左右,是常用猛炸药的一种。在化学爆炸的过程中,根据反应速率的快慢和化学反应波的形式,分别会发生爆轰、爆燃和快速燃烧的现象。所谓猛炸药最大的特征为爆炸的主要形式是爆轰,一旦被起爆,就会产生较高的爆速和强烈的破坏威力。
9.CL-20
现在对各种高能炸药的研发方向,大都是把更多的硝基引入碳、碳-氮、氧-氮等分子骨架上,而且骨架部分往往采用带有张力的环结构,以便在环结构解体的反应中一下子释放出更多的能量。比如六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW,俗称CL-20)就是一种笼型多环硝胺,它是当今可实际使用的能量最高、威力最大的非核单质炸药,是梯恩梯的2倍。1987年美国首次合成成功。我国是世界上第三个自主成功合成该炸药的国家。因其造价昂贵,目前并未普及。
10.ONC
八硝基立方烷(ONC)已被证实是目前威力最大的常规碳氢氮氧类炸药,但由于合成非常复杂,所能得到的晶型密度还不高。高能炸药的研发方向,除了更多的硝基、更具张力的空间结构,碳、氢元素还要尽可能少,比如ONC这种立方烷的氢就全部被硝基取代,使其爆炸后更多地产生氮气,以提高炸药性能,减少污染。科学家还在探索全氮高能炸药,能量水平理论上可达到10~100倍于梯恩梯的级别。1999年,美国首次合成全氮阳离子(N5 )盐;2018年,我国在世界上首次合成全氮阴离子(N5-)盐。未来,科学家还要让更多的氮原子手拉手连成一串。