有哪些超出一般认知的极端物质？ 第2页

谢邀，元素在第四周期第ⅢA族，刚过冷，闪充充电快，匿了。

镓（Gallium），灰蓝色或银白色的金属，符号Ga，原子量69.723，外围电子排布4s24p1。

镓，熔点29.76℃，沸点2403℃，硬度1.5～2.5。

受热至熔点时变为液体，液态镓很容易过冷，即冷却至0℃而不固化。

过冷，温度低于凝固点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体是不稳定的，只要投入少许该物质的晶体，便能诱发结晶，并使过冷液体的温度回升到凝固点。这种在微小扰动下就会很快转变的不稳定状态称为亚稳态。

液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。

镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化，在潮湿空气中失去光泽。

微溶于汞，形成镓汞齐。镓铟合金可用于汞的替代品。

镓由液体转变为固体时，其体积约增大3.2%。由于液态镓的密度高于固体密度，凝固时体积膨胀，而且熔点很低，储存时会不断地熔化凝固，使用玻璃储存会撑破瓶子和浸润玻璃造成浪费。镓能浸润玻璃，故不宜使用玻璃容器存放。综上，镓适合使用塑料瓶（不能盛满）储存。

……

经典科幻电影《终结者2》里的“T-1000”液态金属机器人的变形能力至今令人印象深刻。

2014年9月23日，美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属，距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步。

科学家们使用镓和铟合金合成液态金属，形成一种固溶合金，在室温下就可以成为液态，表面张力为每米500毫牛顿。

这意味着，在不受外力情况下，当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。

氮化镓的分子式为GaN，是半导体行业内公认的一种第三代半导体材料。

目前，GaN的应用主要集中在功率、光电和射频等领域。

其中，蓝宝石基氮化镓广泛被用来做LED，硅基氮化镓用来做功率器件，碳化硅基氮化镓广泛用于射频领域。

与硅（Si）、砷化镓（GaAs）为代表的第一、二代半导体材料相比，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电压以及更快的饱和电子漂移速率等物理性质。

“我特别特别喜欢这个GaN（氮化镓）充电器，摄影师来多拍几张照片。”在小米10手机的在线发布会上，雷军丝毫没有掩饰对小米GaN充电器的喜爱。

小米打出GaN牌后，“友商们”纷纷跟进。

realme在真我X50 Pro发布会上，官宣全系标配GaN充电器，华为、三星、苹果等均释放出将使用GaN充电设备的信号。

• 庄园小课堂

蓝宝石都是蓝色的吗？

不是。

通常来说给手机充电，以下哪种充电方式更合适？

一有机会就充电。

唔，有一个极端物质，反应活性虽然没有高票答案那个那么变态，但是脾气是很变态的。
三碘化氮。
这个物质最著名的性质是：干燥后极度敏感，一碰就炸。我说的碰，不是像硝化甘油那样拿锤子一砸就炸，而是：
拿羽毛一碰。。。

羽毛。。。



http://www.bilibili.com/mobile/video/av2837573.html

b站有个搬运的视频大家可以围观一下。
甚至据说吹点风也能炸。
请想象一下对着这玩意打个喷嚏之后漫天紫烟的壮观场面。保证你从此怀疑人生（假如没死的话）

更新
题主一语成谶，这学期带小本们实验就要做三碘化氮。录了一段小视频。用量很小就是滤纸上绿豆大小的量。用米尺敲一下就炸。

有评论区童鞋表示围观群主已经够围我两圈了，我该有所表示了。很好，走过路过不要错过，接下来是对于爆炸机理的简单的解释，大概是酱紫。
大部分化学反应是通过热运动（thermal）引发的。简单的来说就是反应分子的动能或者内能大于反应能垒，反应就会发生。而使反应分子的动能或者内能高于能垒的方式，主要就是加热（增加整个体系的平均动能），光或者其他电磁波（直接提高分子中电子/振动/转动能，然后要么直接反应，要么能量转化至分子其他运动自由度然后引发反应）。
而有一些化学反应比较特殊，由于分子几何结构和电子构型的特点，会对张力/剪切力 敏感。其原理是局部的应力会导致被直接作用的分子构型扭曲（比如线型分子变成角型）。这个过程使得HOMO（最高已占分子轨道，分子的电子层中被电子填充的最高的能量的轨道）能量升高，LUMO（最低未占分子轨道，分子的电子层中没有被电子填充的最低的能量的轨道）能量降低。HOMO LUMO的能量差距降低，分子反应能垒降低，直至可以在室温下的分子发生反应。
具体来说：一个分子有若干轨道函数（orbital）可供电子填充，电子对轨道的填充状况决定了分子的能量，也就影响了反应能力。这些轨道需要不同的能量。（学过大学化学的请跳过这个括号部分，用一个不太恰当的比喻来解释，这些轨道类似于卫星轨道，不同轨道高度有不同的势能，卫星进入越高的轨道需要的能量越高）轨道函数由高到低排列。填充电子时电子从低到高填充。在很多分子中，电子不会填充所有轨道，那么电子填到最高的那层，叫HOMO，再上面那个轨道叫LUMO。然后，反应的能垒，与HOMO与LUMO的能量差有关。能量差越大，分子越稳定。那么如果由于机械作用，某类分子的HOMO LUMO间距变的越来越小。反应发生需要的能量变的越来越小，直到小于室温下分子的动能/内能。这时反应就可以引发了。
对于固体物质，一般用价带和导带来解释。原理类似。电子填在价带上，导带和价带能量差越小，反应越容易发生。对于一些材料，机械作用也可以导致价带能量升高，导带能量降低，从而引发反应。而反应引发后，机械力以超音速的冲击波传递，是快于热传导的，所以整块材料的反应都是剪切力/张力（我对力学名词不是很懂，有可能名称有误）引发，而非热引发。

事实上有人质疑说宏观的机械作用只不过通过做功，然后功转化为反应物内能。但是其实人们已经通过一些例子证明了并不是这个原理。而是直接的机械作用导致的反应引发。这类反应属于 athermal（非热力学的，似乎这么翻译？）

参考文献是一篇Science上的短文。叫Mechanochemistry。

有人要文献信息的话：

J Gilman ,Mechanochemistry. Science, 274 (5284),65

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很多读者朋友留言问这个东西跟摔炮的关系。

嗯，摔炮跟这玩意比，那叫性情温顺温柔体贴。。。摔炮的有效成分是很微量的雷酸银。这种化合物，类似于雷酸汞（雷汞），是很好的起爆药，意思是他们比常见的炸药，比如硝酸铵，要活泼一些。但是，跟三碘化氮比起来，就是Too。。。sometimes。。。了。

假如真的有不明真相群众用三碘化氮制作摔炮，那坟头草现在估计已经风吹草地见牛羊了。

我们假设看在好奇心的份上，库房里没有发生爆炸。那么一盒三碘化氮摔炮被放上货车，货车一发动，BOOM 一团紫烟和车的零件。

我们假设看在好奇心的份上，货车里没有发生爆炸。那么当某位读者从货架上拿起这盒摔炮的时候，

BOOM 一团紫烟和到处飞舞的手指头。

未完待续

蒽...这个吧...

化学老师发的...

当时第一眼看上去很厉害哦

岩沙海葵毒素全合成在化学史上具有里程碑般的意义：它有64个手性原子和7个双键，理论上应该有2的71次方个立体异构体，合成难度可想而知——然而，科学家们还是做到了。

看到这个题目就能大概猜出各位想看什么了，特别是最高票答案那个O2F2（典型的极不稳定氧化剂）

一般的化学实验想要做出“咔嘣！！”的效果是不太容易的，即使动辄数百kJ/mol的反应焓，也因为通常反应速率并没有极端的高，结果就只是燃烧或者“爆燃”。要达到极高的反应速率，最大的可能性就是这个反应物分子本身就极不稳定。Pletz, V.在1935年发明了一个词： explosophores，大概意思是“爆炸官能团”。如果一个有机物中含有这种键能较弱化学键构成的官能团（如-NO/-ONO，-N3，-CNO，OClO，-O-/-OO-），且又含有键角小张力大的环/笼状结构，那么它很有可能碰一碰就能把你炸到天花板上。本答案就介绍几种稍有差错就能把实验者送去见门捷列夫和诺贝尔的叠氮化物。

一.各种叠氮甲烷

最简单的有机叠氮化合物当属自由基反应生成的叠氮甲烷。首先要制备聚叠氮化合物：季铵树脂 Amberlyte IR-400用DMF、乙醇和去离子水清洗后加入20%叠氮钠溶液，再用甲醇和乙醚冲洗几遍，真空抽滤提取出聚叠氮化合物。这一步相对来说比较安全，落锤测试（用锤子砸产物）砸不爆，湿润的产物性质也比较稳定，可以放在柜子里。

接下来发生的事情就刺激了，比如从二溴甲烷和聚叠氮化合物反应，生成二叠氮甲烷

混合的产物需要干燥蒸发45天，但不能使其超过70%以上浓度，否则将会剧烈爆炸！（论文作者将70%以上浓度的液体拿去打红外光谱，结果第一次把滴管炸了，第二次终于吸上去，但刚滴上氯化钠干板就把光谱仪炸了），但低于70%的溶液用滴管转移没事，用细针管打进GC也没事，再用GC在120°下除掉残余的二溴甲烷也没有爆炸（也许是运气好吧）。

有没有更给力的呢？当然有。给它再上一个叠氮基行不行？这次我们换三溴甲烷作为底物：

但是反应方式得改一下，得把三溴甲烷缓慢叠加在聚叠氮化合物的悬浊液里，再干燥蒸发一个星期。论文作者不小心把 的溶液浓缩到超过45%浓度，结果把尝试转移溶液的滴管炸了个稀巴烂。作者把它继续干燥了22天，再尝试着把产物通过GC分离，没事！好了，这时候是不是去打个NMR比较好呢？刚滴进NMR管，boom。。。。。还好第二次尝试的时候没有在滴进去的瞬间爆炸，但仪器中心的哥们要是知道送样的成分究竟是啥玩意，估计打死也不让这人把管子伸进NMR机子里。

能不能把碳上面的四个键都换成叠氮基呢？许多化学家尝试过。哪怕是实验组里的研究生甚至本科生，只要看看至今为止的三叠氮化物，在他们合成实验的过程中都恨不得一直躲在桌子底下再等着一声巨响，炸了还是没炸。要是我被分到了这个合成任务，我是巴不得给自己来一套拆弹专家的外套，再用一米长的钛合金工具去操作聚四氟乙烯做的合成容器。时间一直到了2007年，德国TUC的Klaus Banert教授终于在Angewandte Chemi上发表了 的合成路线。

上文中用卤代烷的路线能不能合成呢？考虑到空间位阻和屏蔽效应，并不能。

• 、 、 都不能和叠氮基化合物反应生成所需产物
• 、 、 也无法和叠氮基供体反应

可行的方法是用乙腈和叠氮钠在50°C下反应18小时，再用环辛炔在低温下反应，得到大约4%的稀溶液。过往有不少文献用叠氮钠和氯化铵制备5-三氯甲基四氮唑（5-trichloromethyltetrazole）的时候引发了大爆炸，据说就和生成了微量的 有关，因为三氯甲基四氮唑本身并没有这么容易爆炸。纯化是不可能的，溶于挥发性溶液（乙醚、甲醇...）中的 在搅拌、用滴管吸、甚至自然蒸发过程中就会爆炸。如果尝试吸几十微升混合溶液进GC里分离纯化，结果就是把气体捕集阱炸个稀巴烂！

二、非金属叠氮化物

看了几种令人胆寒的有机叠氮化物，我们当然要来见识一下无机叠氮化物。叠氮钠、叠氮铅之类的都弱爆了，有没有见过非金属叠氮化物？高中化学课本的知识告诉我们，化学键的强度取决于两个原子间极化性的差值。稳定的盐由金属和非金属构成，他们之间差异较大的极化性使得两个原子间的库伦作用力大，从而提高离子键的比例与总键能。但是，叠氮根与金属离子之间的库仑力也没阻止它成为不稳定的爆炸物，那么，阳离子换成非金属会有多可怕呢？

谁有如此大的胆量去合成这恶魔？他的名字必定要在化学界扬名立万。他就是——德国慕尼黑大学的Thomas M. Klapötke教授。身经百战的Klapötke教授在他的学术生涯中研究过无数极度危险的爆炸物，据说他在慕尼黑大学的团队是德国唯一一个做武器级含能材料研究的大学实验室。我们来看看他干的好事[3]：

先把目光转到氧族元素：氧、硫、硒和碲。氧族元素是除了卤素外最“非金属”的元素之一，Klapötke教授这次就要试着去合成叠氮化碲。在过往的研究中，碲的叠氮化物是由氯化碲（ ）和叠氮基三甲基硅烷（ ）合成，后者是一种商用试剂，算是相对安全稳定的叠氮基供体。但是氯化碲作为反应底物不能使得四个氯都被叠氮基取代，这时候只能用更猛的了：四氟化碲。

先看看它的合成路线：

这个反应需要在零度左右进行，生成黄色粘稠的油状液体悬浊液。论文里写的很明确：要是稍微搅拌搅拌这悬浊液，甚至晃一下反应容器，直接就是个大爆炸。

...Due to our experience with the unpredictable explosiveness of Te(N3)4, vibrational spectra, mass spectra, and elementalanalysis were omitted...

教授怂了，知道这玩意在仪器里说不准就来个大爆炸，所以只打了 NMR，,那几个叠氮基几乎就是半搭在碲原子上的。

有没有更给力的？当然有。不是才合成了碲嘛，这次Klapötke教授说，咱们往上挪一格，看看叠氮化硒会是什么样[4]。

看看教授是怎么形容这玩意的“安全性”

...Binary selenium azides are unstable, hazardous, and moisture-sensitive materials. Se(N3)4 is extremely sensitive and, even as a suspension in SO2 solution, has exploded violently at low temperatures without any provocation ...
叠氮化硒是极度不稳定，对环境有害且易受潮的物质。Se(N3)4 感度极高，甚至在低温SO2中的悬浊液也能毫无征兆的剧烈爆炸

那么感度究竟有多高？这里的“低温”指的是多低温？文章中特别提到合成过程中发生的意外，液氮冷冻下（零下196摄氏度），取0.80 mmol的SeF4和过量 在二氧化硫溶液内反应。将反应容器温度升高到零下64°C，马上发现颜色变深，沉淀出柠檬黄色的结晶。保持温度使其继续反应，在放置15分钟后就发生了大爆炸，把反应容器和外面的杜瓦瓶炸个稀烂！

参考文献：

1. Hassner, A., Stern, M., Gottlieb, H. E., & Frolow, F. (1990). Utility of a Polymeric Azide Reagent in the Formation of Di-and. J. Org. Chem, 55(8), 2304-2306.
2. Banert, K., Joo, Y. H., Rüffer, T., Walfort, B., & Lang, H. (2007). The exciting chemistry of tetraazidomethane. Angewandte Chemie International Edition, 46(7), 1168-1171.
3. Klapötke, T. M., Krumm, B., Mayer, P., & Schwab, I. (2003). Binary tellurium (IV) azides: Te (N3) 4 and [Te (N3) 5]−. Angewandte Chemie International Edition, 42(47), 5843-5846.
4. Klapoetke, Thomas M., et al. "The Binary Selenium (IV) Azides Se (N3) 4,[Se (N3) 5]−, and [Se (N3) 6] 2−." Angewandte Chemie International Edition 46.45 (2007): 8686-8690.

钽，元素符号是Ta，原子序数是铪+1

钽的抗腐蚀性很强，但是其抗腐蚀性是由于保护性膜，即钽表面生成稳定的五氧化二钽（Ta2O5）保护膜。

钽所具有的特性，使它的应用领域十分广阔。在制取各种无机酸的设备中，钽可用来替代不锈钢，寿命可比不锈钢提高几十倍。