含氧酸盐的晶体结构及应用

图3－50　KNO3的晶体结构

含氧酸盐如硝酸钾、高氯酸钾、高氯酸铵等都作为氧化剂广泛应用于含能材料制造中。硝酸钾（potassium nitrate）室温常压下为白色晶体，微潮解，易溶于水，不溶于无水乙醇和乙醚，是制造黑色火药，如矿山火药、引火线、爆竹等的重要原料，也用于焰火以产生紫色火花。其晶体结构属于混合晶体，钾离子与硝酸根之间是离子键，硝酸根中的氮和氧之间是共价键。如图3－50所示。

高氯酸盐是推进剂、烟火药中常用的原料，具有强氧化剂，其结构如图3－51所示。与还原剂、有机物、易燃物如硫、磷或金属粉等混合可形成爆炸性混合物。运输和使用环节需要防火，避免高温。高氯酸钾（potassium perchlorate）受热分解即生成氯酸钾，并释放氧气。常态下，高氯酸钾呈无色结晶或白色结晶粉末，熔点610℃（分解），微溶于水，不溶于乙醇，主要用作氧化剂、固体火箭燃料、烟花和照明剂等。高浓度接触会严重损害黏膜、上呼吸道、眼睛及皮肤。中毒表现有烧灼感、咳嗽、喘息、气短、喉炎、头痛、恶心和呕吐等。

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图3－51　KClO4晶体结构

另一个重要的高氯酸盐是高氯酸铵（ammonium perchlorate），如图3－52所示。高氯酸铵是推进剂配方中常用的氧化剂，白色至灰白色结晶粉末，在400℃分解。有吸湿性。在干空气中稳定，在湿空气中分解。与水作用而产生氢气。因燃烧产生有毒氮氧化物和氯化物烟雾，不能满足低信号特征需求，所以逐渐退出推进剂制造领域，但其在民用炸药行业的地位举足轻重。高氯酸铵属于典型的混合晶体，铵根离子和硝酸根离子之间是离子键，氮与氢、氯和氧之间的结合为共价键。

图3－52　NH 4ClO4晶体结构