Чтобы химическая реакция привела к взрыву, необходимо выполнение двух условий. Во-первых, реакция должна быть экзотермической, в ней должна выделяться тепловая энергия — и чем больше, тем лучше. Во-вторых, реакция должна пройти очень быстро (иначе выделяющаяся теплота успеет спокойно рассеяться в окружающем пространстве).
Не взрывается также смесь водорода с парами брома, хотя эта реакция экзотермическая, но идёт она сравнительно медленно даже при высоких температурах. Взрывчатые вещества (ВВ) бывают двух типов.
Молекулы одних ВВ сами способны разлагаться с выделением энергии. Эти молекулы часто содержат одновременно как «горючее» (атомы водорода, углерода), так и окислитель (чаще всего это атомы азота).
К таким ВВ относится, например, тринитротолуол (тротил, тол) CH3C6H2(NO2)3, известный с 1863 года. Быстро, со взрывом разлагаться могут и другие соединения, например ацетилен, озон, оксиды хлора, пероксиды.
В других ВВ горючее и окислитель — это разные вещества, хорошо перемешанные. Типичный пример — чёрный порох: смесь тонко растёртых серы, древесного угля и нитрата калия.
Эта смесь может очень быстро сгорать.
Её горение можно описать уравнением 2KNO3 + S + 3С > K2S + 3СO2 + N2. С исключительно высокой скоростью выделяется энергия в случае детонации (от лат. detonare — «прогреметь»).
При этом взрывная волна распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью (рекорд — 9700 м/с, в 30 раз быстрее звука!
). Давление во фронте взрывной волны составляет сотни тысяч атмосфер, что объясняет огромное разрушающее действие подобных веществ.
В начале XX века получило распространение ещё одно ВВ — тринитрофенол (пикриновая кислота).
Сейчас взрывные работы ведут при помощи главным образом смеси нитрата аммония (аммиачной селитры) с дизельным топливом. Это самая дешёвая взрывчатка.
В 1940 году началось производство гексогена (циклонита), который в последние годы приобрел печальную известность.