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https://www.toutiao.com/article/7096766346419110438/?log_from=987143638b4c_1676260513040 (TNT三硝基甲苯一个甲基挂在苯环上三个硝基挂在了苯环的246点上取代了原来的氢基)做含能材料的研究过程中就不会用这样的化学式了 之前的《》讲了炸药释放能量的过程是形成新的更稳固的化学键释放出化学能量的过程。  但炸药为啥会炸呢？怎么摆在那里好好的一块炸药就爆炸了呢？ 今天继续讲吧。  如果我们从宏观上看炸药的爆炸过程：  基本上都是发光、发热、释放出大量气体的过程。  可是从微观上看，炸药爆炸的过程是这样的：  原来物质中的化学键断裂，形成新的稳定的化学键才是炸药爆炸的真实面目。 以大家熟悉的TNT来说：  TNT是一个缩写，全称叫做“Trinitrotoluene”，按照字面的意思就是三硝基甲苯。看上面的分子，如果去掉所有的硝基（NO₂）之后你看到的就是一个甲苯分子，也就是在一个苯环上附有了一个甲基（CH₃），如果写成分子式就是C₇H₅N₃O₆ 化学是一个特别有意思的学科，但同时，化学也是一个特别糊弄人的学科。例如上面的图片给大家看到的是TNT的分子结构。这种写法往往会在有机化学里面使用，可以让研究者一眼就能看出来这个分子的结构。我们在上面的图片中可以看到一个甲基挂在苯环上，三个硝基挂在了苯环的2、4、6点上，取代了原来的氢基。 但是我们在做含能材料的研究过程中就不会用这样的化学式了。 更倾向于这样看TNT  这时候你会发现如果注重化学键的话事情就有意思的多了。一个TNT分子带有三个二价的氮氧键，还带有三个一价的氮氧键。但在这个结构中一价的氮氧键并不是中性的，而是分别带有多余的负电荷和正电荷。所以说，单独的TNT分子是无法存在的。他们必须依靠其他的TNT分子来“中和”掉多出的不稳定的电荷。这种结合物有一种大家都听过的名称——晶体。 从晶体结构上来看TNT大家就比较眼熟了  是不是很像大家看到前面动图里面的挤压在一起的雪糕棒？ 当外界的能量刺激到TNT发生分子之间的分离后，枝头上带负电的氧原子就未必“杵到”带有正电的氮原子上了，因为碳氧键能储存更多的键能。  于是吧嗒一下，苯环里面的碳原子和氧原子就结合在一起生成了一氧化碳（CO），这个举动就直接让苯环塌房了，塌得是一塌糊涂，紧接着，苯环裂解出来的碳原子又无情的夺去氮氧双键中的氧，这时候氮就游离出来了，迅速的形成了氮三键（N₂）也就是大家常说的氮气。 在这个过程中释放出大量的热量，直接分离甲基（CH₃）让两个甲基形成了两份纯碳和3份氢气（H₂），苯环上本来被甲基和硝基占了四个位置，每个苯环上还有2个氢原子，再苯环“塌房”的时候这两个氢原子也游离了，和甲基上的氢原子一样，也相互结合成氢-氢键也是氢气（H₂） 于是——2C₇H₅N₃O₆ → 12CO + 5H₂ + 3N₂ + 2C 在这个反应中反应产物是一氧化碳、氢气、氮气这些气体，气体快速膨胀爆发出了极大的能量。 但是要注意，一千克的TNT爆炸，所释放出的能量仅仅是4.19兆焦，它释放的能量要比我们大多数的食物燃烧所释放出的能量少得多。例如1千克脂肪燃烧可以释放出38兆焦的能量、一千克糖燃烧可以释放出17兆焦的能量。只不过这是燃烧，除了燃料本身还有氧气的参与。并不像是TNT爆炸这种分子“塌房”来的这么猛烈。 当然了，如果点燃TNT所释放出的能量也是相当可观的，TNT在氧气中燃烧所释放出来的热量大约是8.1兆焦。  不过，TNT与氧气反应燃烧所释放的能量还不足以刺激其他TNT分子“塌房”，这也是为什么TNT是一种安全炸药的原因了。  |
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