Theoretical study of the influence of aromatic system size on the sensitivity of nitroaromatic explosives

Abstract

One of the key properties of explosives that makes them prone to detonation is a positive charge above the central regions of the molecular surface. Electrostatic potential maps were calculated for tetranitro-derivatives of benzene, naphthalene, anthracene, tetracene, and pentacene. Results of calculations performed at PBE/6-311G** level show that with the increase in the number of condensed aromatic rings positive values of electrostatic potentials in the central regions of studied nitroaromatic molecules decreases. Results obtained by bond dissociation energy analysis are consistent with the calculated electrostatic potential maps indicating that aromatic system size could be used as a tool to modify the sensitivity toward detonation of nitroaromatic explosives.

Jedno od ključnih svojstava eksploziva koje ih čini sklonim detonaciji je pozitivno naelektrisanje iznad centralnih delova molekularne površine. Mape elektrostatičkog potencijala su izračunate za tetranitro-derivat benzena, naftalena, antracena, tetracena i pentacena. Rezultati proračuna na nivou PBE/6-311G** pokazuju da sa povećanjem broja kondenzovanih aromatičnih prstenova opadaju pozitivne vrednosti elektrostatičkih potencijala u centralnim delovima ispitivanih nitroaromatičnih molekula. Rezultati dobijeni analizom energije disocijacije veze su u skladu sa izračunatim mapama elektrostatičkog potencijala koje ukazuju na to da se veličina aromatičnog sistema može koristiti kao alat za modifikovanje osetljivosti prema detonaciji nitroaromatičnog eksploziva.