军武小课堂：给大家讲讲炸药如何？（1）为啥炸药要含氮？

说实话，前阵子写了一个炸药的问答，有的粉丝的回复让W君气笑了。W君本来就修过火工品的学业，觉得吧炸药这东西还有人不清楚吗？看来是有点高估军迷们了。

对了，那个怎么做炮管的系列文章烂尾了，不是W君不发，而是发了不能过审，所以……就暂停吧。

炸药的系列文章，咱们看能写多深就写多深。也会有一定的烂尾警告，所以就不做提前的章节预告了。

我们先说一个很简单的问题，为啥炸药要含有氮。

炸药是一种含能材料。通常的定义含有能量的材料可以在特定条件下释放出大量的化学能。而大部分条件则是燃烧。所以说炸药、火药、燃油等等材料都是含能材料。含能材料和含能材料之间的区别也是有的。

例如刚刚举的三个例子，恰好就涵盖了三类不同的含能材料，燃油在释放能量的时候需要外界提供氧气助燃；

一般来说火药在燃烧的时候是不需要氧气助燃的，其自身携带了足够的氧化剂；

而大部分炸药的爆炸其实并不是简单的传统意义上的氧化还原反应，而是分解。

当然了，这三种方法用在军事上都可以释放出大量的能量来达到毁伤的目的。而且在特定情况下油料的爆燃其实比炸药的爆炸能释放出更大的能量。这个部分回头咱们再开新的文章来讲。今天还是讲炸药。

W君亲眼所见的最牛的爆炸材料是碘化氮（NI₃）。这么说吧，这个物质没有真正意义地走出过实验室，它的感度太高了，只要轻轻一碰就会爆炸分解。

在实验室里用羽毛压一下，或者在碘化氮粉末上掉落一个气球，这货都能立刻爆炸。所以基本上没什么实际用途，谁用它谁慎得慌。

说到碘化氮这里就有氮（N）了，氮元素在炸药里面算是普遍存在的一种元素。咱们来看看碘化氮的分子结构：

三个碘原子围绕着一个氮呈金字塔形状。他们之间的是由碘原子和氮原子之间形成的共价键。但是这个N-I的共价键的键能很低，用极小的能量就可以把它破坏掉。而且碘原子的距离很近，很容易结合成I₂也就是咱们常见的碘单质，一旦结合成碘单质后，游离的N-I也会被破坏掉，所有的氮原子就会就近和其他氮原子结合成N₂，也就是氮气。由固态变为气态，产生剧烈的体积变化于是就“爆炸”了。但其实这是一个吸热反应。如果在密闭空间内“爆炸”后空间内的统计温度会降低。

但从这个反应过程中我们能得到的经验就是理论上当一种固体物质可以瞬间剧烈分解释放出气体的时候，这种物质就可以作为炸药的候选品了。

刚刚咱们说的是微观的炸药分解例子，有两个重点：

第一、化学键容易断裂

第二、分解后可以释放气体导致生成物体积变大

这是键能表，你会发现当氮元素形成N≡N键的时候（也就是氮气）它的键能（945KJ/mol）要远远的小于N-H、N-C等共价键的键能，这就是可以释放出能量的反应。N₂一旦形成是一个相当稳定的化学键，并不容易和其他元素反应，可以算作一系列的化学反应的终止物。并且它还是气体单质，大量氮气会从爆炸物内产生，利用膨胀对外做功的方式就可以把分解过程中产生的能量释放出来。

那为什么炸药中最好的元素是氮呢？看元素周期表：

氮气是除了氢和氦之外原子量最小的气体元素。同等重量下，材料分解所释放出来的气体体积最大。这也是氮作为炸药的主要元素的原因了。也正因为这个特性，炸药的含氮量也被作为评估炸药性能的一个重要指标。

也正因为如此，很多人在追求100%含氮的炸药，例如很多人在说的五唑：

五唑这个词汇可能大家会比较陌生，如果去掉上面的氢（H+），就剩下了五唑阴离子，这也就是很多自媒体在说的全氮阴离子，这是理论上最强的爆炸物。