Enerjik bazı bileşiklerin bağlandığı pentaeritrol tetranitrat(PETN) moleküllerinin termodinamik özelliklerinin kuramsal olarak hesaplanması
Theoretical calculation of thermodynamic properties of pentaerythritol tetranitrate(PETN) molecules bonded with some energetic compounds
Yazar: CİHAT HİLAL
Danışman: PROF. DR. MÜŞERREF ÖNAL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Detonasyon = Detonation ; Patlama = Explosion ; Patlayıcı maddeler = Explosives ; Yoğunluk fonksiyonu teorisi = Density function theory

Özet:
Basınç, ısı, elektrik akımı ve benzeri etkilerle başlatılan, tepkimeler sonucunda yüksek sıcaklığa ve basınca sahip gaz karışımlarına dönüşen katı, sıvı veya gaz halindeki enerjik saf madde veya karışımlara patlayıcı denir. Deneysel çalışmaların çok tehlikeli olduğu patlama tepkimeleri, daha çok kuramsal olarak incelenmektedir. Patlayıcı etkinliğini tartışmak için patlayıcının yoğunluğu yanında patlama tepkimesine ilişkin ürünlerin, hızın, basıncın, sıcaklığın ve enerji denkliğinin kuramsal olarak belirlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, enerjik bir organik bileşik olan pentaeritrol tetranitrat (C5H8N4O12) molekülüne ilişkin patlama parametrelerinin belirlenmesi ve bu moleküle kimyasal olarak bağlanan diğer bazı enerjik organik moleküllerin patlama etkinliğine katkısının kuramsal olarak hesaplanmasıdır. Bu amaca yönelik olarak, Spartan 14 ve Gaussian 03W paket programları içerisinde yer alan B3LYP/6-31G (d, p) yoğunluk fonksiyonu yöntemi kullanılmıştır. Pentaeritrol tetranitrat molekülü için kuramsal olarak elde edilen sonuçların literatürdeki deneysel verilerle uyuştuğu görülmüştür. Buna göre, pentaeritrol tetranitrat molekülüne sırasıyla trans-dekalin (C10H18), BTTN (1, 2, 4-bütantriol trinitrat, C4H7N3O9), TMETN (trimetiloletan trinitrat, C5H9N3O9) ve DEGDN (dietilen glikol dinitrat, C4H8N2O7) moleküllerinin olası bağlanma şekilleri belirlenmiştir. Elde edilen yeni molekül modellerinin patlama parametreleri kuantum mekaniksel yoldan kuramsal olarak hesaplanmıştır. Eklenen moleküllerin, PETN molekülünün patlama parametrelerine etkileri tartışılmıştır.

Abstract:
Liquid or solid chemical that reversible the gas mixture which have high pressure and The pure or mixture of energetic solid, liquid or gaseous substances, which can be initiated by pressure, temperature, electrical current etc. and convert themselves to high temperature and pressure mixture are called explosives. Since experimental investigations of explosives are extremely dangerous, theoretical investigations are more common in explosive literature. The investigation of explosive activity of an energetic material requires theoretical determination of the density, velocity, pressure, temperature, the products of the explosion and energy relations. The objective of this study is the determination of the theoretical detonation parameters of PETN and the effects of other energetic molecules chemically bonded to PETN. In the investigations, Density Functional Theory implemented in Spartan 14 and Gaussian 03W package programs has been used. The calculated results are in accordance with the experimental results. In the present study, trans-decalin (C10H18), BTTN (1, 2, 4-butanetriol trinitrat, C4H7N3O9), TMETN (trimethylolethane trinitrate, C5H9N3O9) ve DEGDN (diethylene glycol dinitrate, C4H8N2O7) was chemically bonded to PETN and new molecules were designed. The explosive parameters of those new designed molecules were investigated by quantum mechanical methods. The effect of bonded molecules on the explosive properties of PETN has been investigated.