含氟高能化合物是一类重要的炸药,对其结构与性能展开系统深入的研究很有意义。本文运用量子化学密度泛函理论等方法,对多种含能化合物的含氟基团取代衍生物的结构、物理化学性质、爆轰性能以及热稳定性等进行了较系统的理论计算研究。总结了这些含氟化合物的结构-性能关系,并初步筛选出了一些性能较优的目标物,为进一步的实验研究提供了理论依据和指导。论文主要内容如下:1.研究了季戊四醇四硝酸酯(PETN)的四个五氟硫基取代物(PPTN、PDPDN、PTPN、TPNT)的几何构型、密度、热力学函数和爆轰性能,并计算了经基组叠加误差(BSSE)校正的键解离能。与PETN、PDPDN、PTPN和TPNT相比,PPTN的密度、稳定性和爆轰性能更好。随着五氟硫基数目增多,密度增大,但五氟硫基数目过多时,爆速和爆压反而降低。2.研究了含氮杂环化合物1,3,4,6-四环硝基八氢环丁烷[1,2-d:3,4-d’]二咪唑-2,5-二酮的含氟基团取代物的结构、理化性质、爆轰性能和热稳定性,发现二氟氨基对密度和爆轰性能的贡献比硝基和硝酸酯基大,硝酸酯基的引入会降低化合物的稳定性,过多F原子的引入会使爆速和爆压减小。3.设计了 DPO(2,5-二苦基-1,3,4-噁二唑)的一些二氟氨基和硝酸酯基衍生物,并研究了其结构与性能之间的关系,发现引入二氟氨基和硝酸酯基对提高化合物的密度和爆速爆压作用明显,但硝酸酯基会降低化合物的稳定性。4.设计了一系列1,4-二氢-1,2,4,5-四2的二氟氨基衍生物,研究了其几何构型、密度、热力学性质和爆轰性能。与DPO系列化和物类似,二氟氨基能明显提高化合物的密度和爆轰性能,且其贡献大于硝酸酯基。