之前的《軍武小課堂：給大家講講炸藥如何？（1）為啥炸藥要含氮？》講了炸藥釋放能量的過程是形成新的更穩固的化學鍵釋放出化學能量的過程。

但炸藥為啥會炸呢？怎么擺在那里好好的一塊炸藥就爆炸了呢？

今天繼續講吧。

如果我們從宏觀上看炸藥的爆炸過程：

基本上都是發光、發熱、釋放出大量氣體的過程。

可是從微觀上看，炸藥爆炸的過程是這樣的：

原來物質中的化學鍵斷裂，形成新的穩定的化學鍵才是炸藥爆炸的真實面目。

以大家熟悉的TNT來說：

TNT是一個縮寫，全稱叫做“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（NO?）之后你看到的就是一個甲苯分子，也就是在一個苯環上附有了一個甲基（CH?），如果寫成分子式就是C?H?N?O?

化學是一個特別有意思的學科，但同時，化學也是一個特別糊弄人的學科。例如上面的圖片給大家看到的是TNT的分子結構。這種寫法往往會在有機化學里面使用，可以讓研究者一眼就能看出來這個分子的結構。我們在上面的圖片中可以看到一個甲基掛在苯環上，三個硝基掛在了苯環的2、4、6點上，取代了原來的氫基。

但是我們在做含能材料的研究過程中就不會用這樣的化學式了。

更傾向于這樣看TNT

這時候你會發現如果注重化學鍵的話事情就有意思的多了。一個TNT分子帶有三個二價的氮氧鍵，還帶有三個一價的氮氧鍵。但在這個結構中一價的氮氧鍵并不是中性的，而是分別帶有多余的負電荷和正電荷。所以說，單獨的TNT分子是無法存在的。他們必須依靠其他的TNT分子來“中和”掉多出的不穩定的電荷。這種結合物有一種大家都聽過的名稱——晶體。

從晶體結構上來看TNT大家就比較眼熟了

是不是很像大家看到前面動圖里面的擠壓在一起的雪糕棒？

當外界的能量刺激到TNT發生分子之間的分離后，枝頭上帶負電的氧原子就未必“杵到”帶有正電的氮原子上了，因為碳氧鍵能儲存更多的鍵能。

于是吧嗒一下，苯環里面的碳原子和氧原子就結合在一起生成了一氧化碳（CO），這個舉動就直接讓苯環塌房了，塌得是一塌糊涂，緊接著，苯環裂解出來的碳原子又無情的奪去氮氧雙鍵中的氧，這時候氮就游離出來了，迅速的形成了氮三鍵（N?）也就是大家常說的氮氣。

在這個過程中釋放出大量的熱量，直接分離甲基（CH?）讓兩個甲基形成了兩份純碳和3份氫氣（H?），苯環上本來被甲基和硝基占了四個位置，每個苯環上還有2個氫原子，再苯環“塌房”的時候這兩個氫原子也游離了，和甲基上的氫原子一樣，也相互結合成氫-氫鍵也是氫氣（H?）

于是——2C?H?N?O? → 12CO + 5H? + 3N? + 2C

在這個反應中反應產物是一氧化碳、氫氣、氮氣這些氣體，氣體快速膨脹爆發出了極大的能量。

但是要注意，一千克的TNT爆炸，所釋放出的能量僅僅是4.19兆焦，它釋放的能量要比我們大多數的食物燃燒所釋放出的能量少得多。例如1千克脂肪燃燒可以釋放出38兆焦的能量、一千克糖燃燒可以釋放出17兆焦的能量。只不過這是燃燒，除了燃料本身還有氧氣的參與。并不像是TNT爆炸這種分子“塌房”來的這么猛烈。

當然了，如果點燃TNT所釋放出的能量也是相當可觀的，TNT在氧氣中燃燒所釋放出來的熱量大約是8.1兆焦。

不過，TNT與氧氣反應燃燒所釋放的能量還不足以刺激其他TNT分子“塌房”，這也是為什么TNT是一種安全炸藥的原因了。