تحدث الانفجارات  عندما تكون سرعة الاحتراق  للمواد  المتفجرة أسرع من سرعة الصوت  لذا فإن عملية  الانفجار  هي عملية  احتراق  ولكن   بسرعة   أعلى من سرعة الصوت تتكون المتفجرات  -في الغالب -  من الكربون C والأكسجين O₂ والهيدروجين H₂ والنتروجين N₂ ونواتج هذه العملية  في الغالب  - هي  ثاني أكسيد الكربون CO₂ والماء H₂O مع بعض المواد المتطايرة الاخرى مثل غاز النيتروجينN₂   .       

ومع أن التركيب  النموذجي للوقود هو الكربون والهيدروجين فإن وقود المتفجرات يتميز باحتوائه  على الأكسجين وتختلف  وفرة الاكسجين  من متفجر لآخر فمثلا يحتوي متفجر NG على نسبة  كافية  من الاكسجين  بينما يحتوي  متفجر TNT على الاكسجين  لكن بنسبة منخفضة .

 من جانب آخر فإن بعض المركبات قد لا تحتوي  على أكسجين  ومع ذلك تكون قوتها  التفجيرية  عالية مثل أزيد  الرصاص  المصنف كمتفجر أولي  ولتعويض نقص الأكسجين  في بعض المتفجرات  يستعان  بمصادر مؤكسدة خارجية  تخلط مع المتفجر مثل الكلورات ClO₃ و البيركلورات ClO₄ وذلك لتعمل  على زيادة  القوة المتفجرة  لها وجدير بالذكر إن سرعة التفجير  تتراوح في المدى بين  1500-9000متر /ثانية  مع العلم  أن هذه  السرعة  تعتمد  على الضغط  ودرجة  الحرارة حيث تؤثر درجة الحرارة  في كثافة  المتفجر  وسرعة  انفجاره  حسب  العلاقة  التالية :

V=(331.4+0.6T) ms^-1

حيث إن :

V: هي سرعة  الصوت 

T: درجة الحرارة بالمئوي م ^°

وعند 25م ^° فإن سرعة الصوت هي 347م /ث  ونتيجة  لذلك فإنه  أثناء  عملية  التفجير تتكاثر الموجة  الانفجارية بسبب  خليط التفاعل  بحيث  تصبح  كثافة  مواد الموجة  الانفجارية   أكثر  من كثافة الهواء أي إنه  كلما  زادت  كثافة  الموجة الناتجة فإن سرعة   الانفجار ستزداد وبالتالي  ستزداد قوة انتشار  الموجات  الانفجارية ويجب ملاحظة أن السرعة  الانفجارية  لا تعتمد  على نسبة الاكسجين  الموجود في المتفجر  فقط -  مع أن هذا العامل  له دور مهم في ذلك – فيعض المتفجرات  تكون غنية  بالاكسجين  ومع ذلك بطيئة في الانفجار .

بينما متفجرات أخرى  تتصف بأنها  فقيرة بالاكسجين  مثل مركبات  النيترو العطرية (TNT  RDX )  ومع ذلك  فإنها  تتميز بسرعات  عالية في الانفجار أي إن السرعة  الانفجارية  للمتفجرات تعتمد  على كل  من : التركيب الكيمائي  للمتفجر وعلى  وضع  الاكسجين  في المركب  من جانب آخر توجد أنواع  من المتفجرات  لا تحتوي على الاكسجين  مثل  الازيدات  (N=N-) ومع ذلك  تتميز بالقوة والسرعة  العالية بسبب   تفاعلات الاكسدة  والاختزال  بين الذرات الموجودة في المركب  -أي  ذرات  تتأكسد  وتفقد  إلكترونات  وذرات  أخرى  تختزل  وتكتسب  هذه الالكترونات وينتج  عن هذه  العملية تفاعلات  كيميائية  طاردة  للحرارة  ذات سرعة  انفجار عالية . 

من المفاهيم  الهامة في علم  المتفجرات  مفهوم ميزان  الاكسجين balance oxygen  حيث  يستفاد من هذا الميزان  في معرفة  ما إذا  كان المتفجر  يحتاج  الى إضافة   أكسجين  أم أنه مكتف  بذاته  كذلك  معرفة  فيما إذا  كان مصدر  الاكسجين  كيميائي  أم لا  ومن الامثلة  على ذلك  متفجري  TNT و NG  : 

 أولاً) النيتروجلسرين NG وصيغته الجزيئية هي C₃H₅N₃O₉  نجد أن :

في المثال نجد أن ميزان الأكسجين حيث  تبقى أكسجين  حر من  ضمن  النواتج  وذلك  لأن  استهلاكه  في التفاعل أقل مما  تم البدء به  حيث  تم بدء  التفاعل  بتسع ذرات من الاكسجين  كما هو واضح  في المعادلة  الكيميائية  السابقة  وبعد حدوث التفاعلي  تبقى  من ضمن  النواتج  أكسجين  حر لم يستهلك

ثانيا) ثلاثي نترات التولوين TNT وصيغته الجزيئية هي C₇H₅N₃O6  نجد أن 

يلاحظ هنا أن ميزان الاكسجين سلبي  حيث  لم يتبق أكسجين  حر من ضمن النواتج وذلك لأن كمية  الاكسجين التي بدأ بها  التفاعل  قليلة  ويحتاج التفاعل  الى كمية  إضافية من الاكسجين  لإتمام التفاعل.

في المثالين  السابقين  وجد أن  ميزان  الاكسجين  في NG يعطي  قيمة  إيجابية وهذا يعني  إنه عند انفجار المادة وتحولها  الى نواتج  غازية فإن جزء من المتفجر  يقوم  بتوفير  كمية من  الاكسجين  من المتفجر  نفسه وهذا بدوره  يساعد  على زيادة  الانفجار  واستمرار الحريق أما في حاله  TNT فوجد  أن ميزان  الاكسجين  لديه  سلبي  وهذا  يعني  إنه يحتاج  أكسجين من الهواء الجوي أو مصدر كيميائي  للاوكسجين للقيام  بعملية  الانفجار ويمكن حساب النسبة  المئوية  لموازنة  الاكسجين  من العلاقة  التالية :

ومثال على ذلك نحسب  ميزان الاكسجين لل TNT

كما يلاحظ فإن ميزان الاكسجين سلبي، وهذا يجعل النظام ضعيفاً، وبالتالي يحتاج لمقدار إضافي من الأكسجين من مصدر خارجي، ويوضح الجدول (3-3) مجموعة لأهم المتفجرات وميزان الأكسجين لها^) 1 (.

____________________

(1 )Bell, Suzanne « Forensic Chemistry», Pearson Prentice Hall, UK,(2006)