​n是什么元素

n是什么元素

n是什么元素

135人丧生，5000人受伤，30万人流离失所，损失150亿美元，爆炸现场如核弹，黎巴嫩首都进入紧急状态。

而造成这一切后果的是2700吨硝酸铵。被当做化肥的硝酸铵，为何会爆炸了？

其实，这一切的罪魁祸首都是具有特殊化学性质的氮元素。

氮元素的爆炸

硝酸铵的化学成分是NH4NO3，它是由NO3-(硝酸根)和NH4+(铵)在一起组成的化学盐类物质，所以得名硝酸铵。

可以看出，其含有很多N(氮)元素，而氮元素是农作物生长中特别需要的元素。硝酸铵也就常常被用作化肥。一般来说，叫硝酸X的物质都有氮元素。

正常情况下，它是一种无色无臭的透明晶体，易溶于水。可也正是因为这个氮元素，让它一念成魔，成为了炸药。

我们的每一次呼吸，每一次说话，都会接触到这个氮元素。因为氮气是空气中最多的成分。氮元素更是构成我们人体的蛋白质的重要元素。

可以说，没有氮元素，就没有生命，没有我们人类。

然而，氮元素的价态从-3到+5，其电负性是3.06。价态变化大，电负性又不大，这就意味着氮元素无论是什么状态，都不是很稳定。

不稳定就容易发生化学反应，一发生化学反应，又容易放出大量热量，还能生成含N气体，当瞬间传递出去，就会boom，爆炸！

我们再来看硝酸铵，这是一个完美的炸药结构。同时存在正价（硝酸根的氮）和负价的氮（铵离子的氮）。

一旦发生化学反应，释放大量的热，分解产物有气体，局部压力增高，向外释放，就爆炸了。从1947年美国德克萨斯城的货轮，到21世纪的图卢兹化肥厂爆炸，再到2015年我国的天津港爆炸，都有硝酸铵的身影！

1947年美国德克萨斯城的货轮硝酸铵爆炸

但在硝基（氮+氧）化合物炸药家族中，硝酸铵还算不上什么。

TNT，学名三硝基甲苯，分子式C6H2CH3(NO2)3，含有3个氮。

C4炸药，学名环三次甲基三硝铵，分子式C3H6N6O6，含有6个氮，比TNT猛烈1.5倍。

含氮元素越高，这个炸药威力就越大。

氮也是能源

氮元素只是一种化学元素，它是无罪的，关键在于怎么用好它的爆炸特性。用好了，炸药就是能源！还能救你的命！

北斗要上天，天问一号要上天，需要火箭的强大推力。推力从哪里来，从氮来。

传统运载火箭燃料的黄金搭档，四氧化二氮+偏二甲肼。四氧化二氮作为氧化剂，偏二甲肼作为还原剂。和炸药爆炸一样，当发生剧烈的氧化还原反应时，就会释放大量的热和气体，让火箭飞起来。

硝酸甘油，诺贝尔靠着它发明了炸药，成为百万富翁，设立诺贝尔奖。

硝酸甘油

而硝酸甘油会释放一氧化氮（NO），扩张血管，促进血液循环，是治疗心绞痛和冠心病患者的救命药。

你的车里还藏着由氮组成的炸药。为了能让安全气囊迅速弹出膨胀，唯一方法就是爆炸。里面的炸药是叠氮化钠（NaN3）。

世界上还有一批科学家在研究更猛烈的炸药，基本思路就是让N元素越多越好。也就是科幻小说里威力堪比核武器，但又没有核污染的”N2炸弹”。

2017年，南京理工大学胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐（N5-)，是一种超高能量的材料。高密度、高能量、爆轰产物清洁无污染（爆炸产物为氮气）、稳定安全，同比释放能量是TNT的3倍。

有了它，火药故乡”的中国，将在高能炸药领域走上世界巅峰。我们会拥有更大威力的炸弹，保卫国防。我们会有更大推力的火箭，走向宇宙。

总结

硝酸铵是一种能够爆炸的物质，其根本原因在于其特殊的化学成分，含有硝酸根和铵。氮是一种许多炸药中的必有元素，含量越高，威力越大，当之无愧的爆炸元素。但合理利用，氮元素可以当做能源，还可以救命。

我是@山中岩，在读博士，传递有深度的科学知识，欢迎关注。