氮元素是罪魁祸首

    【英国《新科学家》周刊网站4月18日报道】题：得州灾难：化肥和爆炸有什么关系？

    在得克萨斯州韦科市附近的韦斯特镇发生的化肥厂爆炸导致15人死亡、160多人受伤，周边建筑物也在爆炸中被毁。据认为，爆炸是意外导致的。众所周知，化肥可以用在自制炸弹中，而化肥中包含的一种关键元素氮是TNT炸药和其他炸药中最重要的元素。

    是什么让化肥发生爆炸？是氮元素。所有化肥中几乎都含有氮，因为它是植物的一种主要营养素。而英国诺丁汉大学化学家马丁-波利亚科夫说：“现在所用的几乎每一种炸药——TNT和硝化甘油——都含有氮。”

    氮气不是惰性气体吗？毕竟，空气中78%都是氮气。在空气中，氮以分子形式存在，它的两个原子组成相当牢固的三键。波利亚科夫说：“这是两个同样的原子形成的最牢固的化学键。”这种强大的力量使氮气成为惰性气体，因为三键很难打破。但是炸药和化肥是由氮以及氧和氢等元素组成的化合物，它们之间的化学键弱得多。断开这一化学键所需的能量少得多，一旦断开，氮原子就能彼此自由组成三键。能量释放引起爆炸

    但是为什么会引发爆炸呢？根据热力学原理，断开化学键需要能量，而形成新化学键会释放能量。断开或形成的化学键越强，吸收或释放的能量就越强——因此一场反应生成的总能量是旧化学键释放的能量与新化学键吸收的能量共同作用的结果。

    含氮化合物之所以会爆炸，是因为氮氮三键形成时释放出巨大的能量。与打破三个单键所吸收的能量相比，一个三键形成时释放的能量要多得多。波利亚科夫说：“关键是，你在打破较弱的化学键，同时建立起非常牢固的化学键。”

    含氮化合物具有爆炸性的第二个原因是：新生成的氮分子会形成一种气体，它能迅速膨胀，产生冲击波。

    硝酸铵的两副面孔

    【美国趣味科学网站4月18日报道】题：导致化肥厂爆炸的原因是什么？

    任何地方发生火灾都会引发担忧，但是一座化肥厂的大火是一场潜在的灾难。

    这是因为农用化肥常用的化学原料硝酸铵是一种高爆性的化合物，这一点从周三得克萨斯州韦斯特镇一座化肥厂升起的巨大火球得到了验证。

    氮、磷和钾是重要的植物营养素，化肥就是按照这些成分的含量来定级的。

    添加硝酸铵通常是为了增加化肥的氮含量。据《纪事》网络版杂志说，在大部分情况下，它相对稳定，生产起来并不昂贵，从而使这种化学原料受到青睐，用来取代其他较昂贵的氮来源。

    但是硝酸铵有一种潜在的致命的负面作用：如果它与明火或其他的引火装置接触，那么就会剧烈爆炸。当固态的硝酸铵迅速分解为笑气和水汽两种气体时，这种爆炸力就产生了。

    曾经导致多起惨案

    美国历史上最致命的工业事故就发生在1947年的得克萨斯州的港口城市得克萨斯城。一个随意扔掉的烟头引燃了一艘载有约2300吨纸袋包装的硝酸铵的货船。当这种化学品爆炸时，它引发的强烈气流，足以让10英里外的得克萨斯州加尔维斯顿市的人摔倒在地。这场爆炸还引发连锁反应，当时附近一艘也载有硝酸铵的船爆炸，点燃了港口附近的化工槽罐和炼油厂。约有581人在这场灾难中丧生。

    但是并非所有涉及硝酸铵的灾难都是意外事故：1995年，恐怖分子蒂莫西·麦克维和特里-尼科尔斯利用租来的卡车，装载了这种化工品，对俄克拉何马城一座联邦大楼实施爆炸，造成168人丧生。

    这种化学品还被用在了2002年造成202人丧生的巴厘岛夜总会爆炸案、2011年由挪威惨案元凶布雷维克制造的夺取了8人生命的爆炸案以及其他许多的恐怖袭击中。

    由于它的危险性以及被恐怖分子利用的可能性，硝酸铵在大多数地方都受到严格管控。据全国广播公司新闻组报道说，2011年，美国国土安全部出台规定，对这种化台物的出售进行了限制。

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责任编辑： 卢鉴