Том 26, номер 04, статья № 3

Аннотация:

Изучены спектры ИК-поглощения молекул ТНТ, гексогена и тэна в парообразном состоянии в широкой области частот (3500-500 см^-1) и температур (293-383°К), проведено отнесение наблюдаемых полос. Для определения равновесных геометрических конфигураций молекул взрывчатых веществ (ВВ) и расчета фундаментальных частот колебаний использовались современные методы квантовой химии. Для наиболее интенсивных полос в ИК-спектрах ТНТ, гексогена и тэна в парообразном состоянии проведены оценки величин поперечных сечений и коэффициентов поглощения. В целях уточнения физико-химических процессов, происходящих при нагреве и испарении ТНТ, гексогена и тэна, а также для определения и идентификации их характерных летучих компонентов исследованы субТГц- и масс-спектры этих ВВ.

Ключевые слова:

взрывчатые вещества, ТНТ, гексоген, тэн, спектры ИК-поглощения, частоты колебаний, субТГц- и масс-спектры, коэффициент поглощения, поперечное сечение, летучие компоненты, квантовая химия

Список литературы:

1. Yelleti S., Wilkins E., Sitdikov R.A., Seoudi I. Methods of Detection of Explosives // Sensors for Chemical and Biological Applications / Eds. M. Ram, V. Bhethanabotla. N.Y.: CRC Press, 2010. P. 277-293.
2. Грузнов В.М., Филоненко В.Г., Балдин М.Н., Шишмарев А.Т. Портативные экспрессные газоаналитические приборы для определения следовых количеств веществ // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2002. Т. XLVI, № 4. С. 100-108.
3. Eiceman G.A., Karpas Z. Ion Mobility Spectrometry. 2-nd edn. N.Y.: CRC Press, 2005. 370 p.
4. Карапузиков А.И., Набиев Ш.Ш., Надеждинский А.И., Пономарев Ю.Н. Лазерные технологии обнаружения паров ВВ в открытой атмосфере: аналитические возможности для противодействия террористической угрозе // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 10. С. 894-904.
5. Leahy-Hoppa M., Fitch M., Osiander R. Terahertz spectroscopy techniques for explosives detection // Anal. Bioanal. Chem. 2009. V. 395, N 2. Р. 247-257.
6. Набиев Ш.Ш., Ставровский Д.Б., Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Приползин С.И., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. СубТГц- и ИК-Фурье-спектроскопия продуктов естественного распада ВВ // Ж. физ. химии. 2011. Т. 85, № 8. С. 1404-1410.
7. Dionne B.C., Rounbehler D.P., Achter E.K., Hobbs J.R., Fine D.H. Vapor pressure of explosives // J. Energetic Mater. 1986. V. 4, N 1. P. 447-472.
8. Kenna B.T., Conrad F.J., Hannum D.W. Explosive Vapor Emission // Proc. 1-st Int. Sympos. Explos. Detect. Technol. / Ed. S.M. Khan. FAA Atlantic City, NJ. 1991. Р. 510-517.
9. McNesby K.L., Pesce-Rodriguez R.A. Applications of Vibrational Spectroscopy in the Study of Explosives // Handbook of Vibrational Spectroscopy / Eds. J.M. Chalmers, P.R. Griffiths. West Sussex, UK: Wiley, 2002. Р. 3152.
10. Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Л.: Химия, 1981. 318 с.
11. Explosives. 6-th edn. / Eds. R. Meyer, J. Kohler. N.Y.: Wiley-VCH, 2007. 421 p.
12. Жилин В.Ф., Орлова Е.Ю., Шутов Г.М., Збарский В.Л., Рудаков Г.Ф., Веселова Е.В. Руководство к лабораторному практикуму по синтезу нитросоединений. М.: МХТИ им. Д.И. Менделеева, 2007. 240 с.
13. Eiceman G.A., Preston D., Tiano G., Rodriguez J., Parmeter J.E. Quantitative calibration of vapor levels of TNT, RDX, and PETN using a diffusion generator with gravimetry and ion mobility spectrometry // Talanta. 1997. V. 45, N 1. Р. 57-74.
14. Becke A.D. Density functional thermochemistry. III. The role of exact exchange // J. Chem. Phys. 1993. V. 98, N 7. P. 5648-5652.
15. Dunning T.H., Jr. Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen // J. Chem. Phys. 1989. V. 90, N 2. Р. 1007-1023.
16. Neese F. ORCA - An ab initio, DFT and semiemperical programpackage, 2.6.35 ed. Bonn, Germany: University of Bonn, 2008.
17. Vaks V.L., Brailovsky A.B., Khodos V.V. Millimeter Range Spectrometer with Phase Switching - Novel Method for Reaching of the Top Sensitivity // Int. J. Infrared & Millimeter Waves. 1999. V. 20, N 5. Р. 883-896.
18. Набиев Ш.Ш., Вакс В.Л., Домрачева Е.Г, Палкина Л.А., Приползин С.И., Собакинская Е.А., Черняева М.Б. Экспресс-анализ изотопомеров воды в атмосфере с использованием методов нестационарной субтерагерцовой и терагерцовой спектроскопии // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 3. С. 248-255.
19. Pristera F., Halik M., Castelli A., Fredericks W. Analysis of Explosives Using Infrared Spectroscopy // Anal. Chem. 1960. V. 32, N 4. Р. 495-508.
20. Janni J.A., Gilbert B.D., Field R.W., Steinfeld J.I. Infrared absorption of explosive molecule vapors // Spectrochim. Acta. Part A. 1997. V. 53, N 9. Р. 1375-1381.
21. Stewart J.J.P., Bosco S.R., Carper W.R. Vibrational spectra of 2,4,6-trinitrotoluene and its isotopically substituted analogues // Spectrochim. Acta. Part A. 1986. V. 42, N 1. Р. 13-21.
22. Karpowicz R., Brill T.B. Comparison of the molecular structure of hexahydro-1,3,5-trinitro-s-triazine in the vapor, solution and solid phases // J. Phys. Chem. 1984. V. 88, N 2. Р. 348-352.
23. Nash C., Nelson T., Stewart J., Carper. W. Molecular structure and vibrational analysis of 2,4,6-trinitrotoluene & 2,4,6-alpha d3 // Spectrochim. Acta. Part A. 1989. V. 45, N 5. Р. 585-588.
24. Banas A., Banas K., Bahou M., Moser H.O., Wen L., Yang P., Li Z.J., Cholewa M., Lim S.K., Lim Ch.H. Post-blast detection of traces of explosives by means of Fourier transform infrared spectroscopy // Vibration. Spectrosc. 2009. V. 51, N 2. Р. 168-176.
25. Gruzdkov Y.A., Gupta Y.M. Vibrational Properties and Structure of Pentaerythritol Tetranitrate // J. Phys. Chem. A. 2001. V. 105, N 25. Р. 6197-6202.
26. Alzate L.F., Ramos C.M., Colon Y.M., Santana A., Hernandez-Rivera S.P., Castro M.E., Briano J.G., Mina N. Density Functional Theory Calculations of TNT and Its Interaction with the Siloxane Site of Clay Minerals // Proc. SPIE. 2004. V. 5415. Р. 1367-1376.
27. Janni J.A. Vibrational Kerr Spectroscopy: Doct. Phil. Thesis. Massachusetts: Massachusetts Institute of Technology, 1998. 155 p.
28. Infante-Castillo R., Hernandez-Rivera S.P. Theoretical and experimental vibrational and NMR studies of RDX // Proc. SPIE. 2006. V. 5461. Р. 62012F.
29. Clarkson J., Smith W.E., Batchelder D.N., Smith D.A., Coats A.M. A theoretical study of the structure and vibrations of 2,4,6-trinitrotolune // J. Mol. Struct. 2003. V. 648. Р. 203-214.
30. Kalsi P.S. Spectroscopy of Organic Compounds. 6-th edn. N.Y.; L.: New Age, 2004. 652 p.
31. Millar D.I.A. Structural Studies of RDX // Energetic Materials at Extreme Conditions. Berlin; Heidelberg: Springer, 2012. P. 55-93.
32. Infante-Castillo R., Pacheco-Londono L., Hernandez-Rivera S. Vibrational spectra and structure of RDX and its 13C- and 15N-labeled derivatives: a theoretical and experimental study // Spectrochim. Acta. Part A. 2010. V. 76, N 2. Р. 137-141.
33. Akhavan J. Analysis of high-explosive samples by Fourier transform Raman spectroscopy // Spectrochim. Acta. Part A. 1991. V. 47, N 9-10. P. 1247-1250.
34. Манелис Г.Б., Назин Г.М., Рубцов Ю.И., Струнин В.А. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ и порохов. М.: Наука, 1996. 223 с.
35. Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. 6-th edn. Part A. N.J.: Wiley, 2009. 419 р.
36. Gong X., Xiao H., Gao P. The molecular structure and thermolysis mechanism of pentaerythritol tetranitrate // Chin. J. Org. Chem. 1997. V. 17, N 6. Р. 513-519.
37. Hiskey M.A., Brower K.R., Oxley J.C. Thermal Decomposition of Nitrate Esters // J. Phys. Chem. 1991. V. 95, N 10. Р. 3955-3960.
38. Pickett H.M., Poynter R.L., Cohen E.A., Delitsky M.L., Pearson J.C., Muller H.S.P. Submillimeter, Millimeter, and Microwave Spectral Line Catalog // J. Quant. Spectrosc. and Radiat. Transfer. 1998. V. 60, N 5. Р. 883-890.
39. Kimura J. Chemiluminescence's Study on Thermal Decomposition of Nitrate Esters (PETN and NC) // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1989. V. 14, N 2. Р. 89-92.
40. Foltz M.F. Aging of Pentaerythritol Tetranitrate (PETN) // Tech. Rep. N LLNL-TR-415057. Livermore National Lab. Livermore, 2009. 42 р.
41. Rosen J.M., Dickinson C. Vapor pressures and heats of sublimation of some high-melting organic explosives // J. Chem. Eng. Data. 1969. V. 14, N 1. Р. 120-124.
42. Counterterrorist detection techniques of explosives / Ed. J. Yinon. N.Y.: Elsevier, 2007. 454 p.
43. Aspects of Explosives Detection / Ed. M. Marshall. N.Y.; L.: Elsevier Science, 2008. 302 p.
44. The Remote Sensing of Tropospheric Composition from Space / Eds. J. Burrows, U. Platt, P. Borrell. Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 536 р.