当今世界,新型含能材料的研究主要目的是寻找那些具有更高的爆炸性能、更好的低感度或更好化学及热稳定性的化合物。鉴于军事需求方面的考虑,各大国对新的高能炸药的合成研究工作一直也没有停止过。氮杂环系列含能化合物,是一类分子中含有氧化性集团的含能材料,因其具有原料来源广泛、能量较高、综合性能好、制造工艺逐渐成熟等诸多优势。由于含能材料的研究和应用都会比通用材料受到更多的制约因素,例如能量、感度、安定性、成本、相容性、环保等,所以还需要人们更多的努力来研究以求更好的满足国防和工业的需求。通过对含能材料分子的理论模拟计算,可以得到如分子的结构参数、净电荷、总能量和能隙等分子内部信息,这不仅预先计算得出待合成分子的各项基本参数的数据,能为实验提供理论参考,还可以从微观方面来解释分子的结构参数、净电荷等与分子总能量和钝感度之间的关系,这样在不需要任何实验的条件下,就节省了大量人力物力资源,而且不存在爆炸等危险问题,从根本上就能大大减少合成实验的盲目性和工作量,于是理论计算对含能材料类高危险性材料研究开发具有十分重要的意义。本研究工作采用密度泛函法(DFT),利用Gaussian03软件,结合Gaussview, Chem3D等软件,在DFT-B3LYP/6-31++G基组下对TETROGEN(C2H4N4O4)、CPX(C3H6N4O4)、DNDC(C4H8N4O4)、HOMO(C4H8N6O6)及HMX(C4H8N8O8)分子晶体结构进行计算研究。从而得到键长、键角等分子内部信息,根据这些具体的数据更深一步地从电子微观层次上分析分子的结构与性能之间的关系。根据本研究,我们可以得到随分子环增大,对称性增强,分子能量递增,钝感性能也增强。HMX分子所含总能量最高,钝感性能最好,七元环HOMO分子的所含能量、钝感度都稍逊于HMX,但相差不多,仍旧是较为理想的含能材料。而TETROGEM, CPX和DNDC分子,无论从分子所含能量还是分子反应的钝感性能来讲都逊于HMX,无论TETROGEN, DNDC和HMX分子的那种构型,都不影响其能量大小顺序,即：HMX>HOMO>DNDC>CPX>TETROGEN,这与实验结果相一致。