什么是全氮阴离子盐?
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发布时间：2024-09-07 06:45
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时间：2024-09-12 04:22
据南京理工大学官方网站消息，该合成的化合物拥有全氮阴离子（N5-）。据论文描述，这类全氮超高含能材料（炸药）的能量水平可达到TNT的3倍以上，具有高密度、高能量、爆炸产物清洁无污染（爆炸产物为氮气，无污染）、稳定安全等优点。
全氮类物质的研究将为超高含能材料的快速发展提供直接动力，其成功研制有望在炸药、发射药和推进剂等领域引发革命性的变革。全球范围内，全氮阴离子的获取一直是一个难题。自1772年氮气（N2）被分离出来，直到1890年，人们才发现了第一种全氮离子N3-。此后，相关研究进展缓慢。科研人员对从N3到N13的各种全氮衍生物进行了大量理论预测，但成功制取相关化合物的实例并不多。
用于制备全氮离子的前驱体芳基五唑直至1956年才被首次合成；1999年，美国空军研究实验室首次合成了线状的N5+阳离子。当时的研究目的是为了开发一种新型火箭燃料，以替代有毒的肼类燃料。
南京理工大学胡炳成教授团队此次合成全氮阴离子盐的成功，是该领域的重大突破。理论上，全氮类物质的能量水平可达到每克10^4至10^5焦耳，这是TNT炸药的10至100倍。这不仅意味着可以制造更大威力的炸药、发射药、推进剂，还有望用于制造不需核裂变起爆的“干净”氢弹。这一成果距离实现人们之前设想的“N2爆弹”（在《EVA》中N2被解释为None nuclear的缩写，有趣的是，现实中全氮类物质爆炸的产物正是N2——氮气）的梦想又近了一步。
全氮阴离子盐的成功制备，在全氮类物质研究领域具有划时代的意义，为制备全氮阴离子高能化合物奠定了坚实的基础，对全氮含能材料的发展具有重大的科学意义。高性能含能材料不仅可以用于制造强大的爆炸物，还是下一代运载火箭的关键技术。新型材料有望大幅提高火箭的比冲，从而显著提升运载火箭的性能。
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时间：2024-09-12 04:26
全氮阴离子盐是一类特殊的无机化合物，指的是其中阴离子部分完全由氮元素组成的盐。这类化合物的阴离子由多个氮原子通过共价键或多重键连接，形成较为复杂的结构，通常具有高度负电荷。它们是化学领域中相对少见但非常重要的一类物质。
常见的全氮阴离子包括：
氮化物离子 (N³⁻)：这是最简单的全氮阴离子，通常由一个氮原子带三个负电荷构成，氮呈现出-3价
叠氮阴离子 (N₃⁻)：由三个氮原子组成的线性分子，其中带有一个负电荷。叠氮阴离子广泛存在于叠氮化物中，例如叠氮钠（NaN₃）。
五氮阴离子 (N₅⁻)：这是由五个氮原子构成的阴离子，具有较复杂的键合结构。五氮阴离子由于其高度的不稳定性和强氧化性，在化学领域备受关注。
全氮阴离子盐的特性：
高能量：全氮阴离子盐通常具有极高的能量密度，因为氮原子之间的多重键储存了大量的能量。这类化合物在合适条件下易分解，释放出大量能量，因此一些全氮阴离子盐在推进剂和炸药领域有潜在的应用。
不稳定性：大多数全氮阴离子盐由于氮-氮键的高张力，通常非常不稳定，容易发生分解反应。这种不稳定性使它们的储存和处理难度较大。
强氧化性：某些全氮阴离子具有强氧化性，可以用作化学合成中的氧化剂，或者在能源材料中用于提升反应效率。
例子：
叠氮钠 (NaN₃)：其中的阴离子为叠氮离子 (N₃⁻)，叠氮钠是常见的空气袋安全装置中的推进剂，通过快速分解释放氮气。
五氮阴离子 (N₅⁻) 盐：该类盐较为新颖且不稳定，但在火箭推进剂和高能化学领域具有潜在的应用价值。
应用：
全氮阴离子盐由于其不稳定性和高能量性质，主要应用在以下几个领域：
推进剂和炸药：由于它们释放能量的能力，全氮阴离子盐可用作火箭燃料和其他高能材料。
化学试剂：某些全氮阴离子盐可以作为氧化剂，参与化学反应中的电子转移过程。
新材料研究：全氮阴离子盐由于其独特的结构和性质，在材料科学领域成为研究热点。
总体而言，全氮阴离子盐是一类具有特殊化学性质和应用潜力的化合物，但由于其不稳定性，目前的实际应用还受到一定的限制。
