【摘 要】
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分子间的弱相互作用决定了含能材料中分子的堆积与排列,也与其安全和力学性能密切相关。在设计、合成和研制新型含能材料的过程中,首先必须对包括分子间相互作用研究在内的基
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分子间的弱相互作用决定了含能材料中分子的堆积与排列,也与其安全和力学性能密切相关。在设计、合成和研制新型含能材料的过程中,首先必须对包括分子间相互作用研究在内的基础研究予以高度重视,从而能事先预测炸药的晶体结构、能量、力学等重要性质,以便更有效、更经济地寻找理想的含能材料。本文运用密度泛函理论(DFT)、二级Mφller-Plesset微扰理论(MP2)、对称性匹配微扰理论(SAPT)与渐近修正的密度泛函理论相结合的方法(SAPT(DFT)),研究了(Z)-2-硝基乙烯胺、FOX-7、α-NTO、N-甲硝胺、二甲硝胺(DMNA)、四硝基四氮杂双环辛烷(双环-HMX)和二硝基氧化偶氮呋咱(DNOAF)二聚或多聚含能体系分子间作用的本质,求得静电、交换排斥、色散和诱导力等分子间作用力。基于自然键轨道(NBO)及分子中原子(AIM)理论方法,分析了相关体系中分子间氢键作用的本质与强度、分子间电荷的转移,探讨了分子间作用对红外振动光谱的影响。在振动分析与统计热力学方法的基础上,给出了在标准状态(298.15K,latm)下,这些含能化合物单体及二聚体的热力学性质。基于对上述含能体系分子间作用本质的理解和认识,从理论上获取了与实验结果相一致的α-环三甲撑三硝胺(α-RDX)、双环-HMX的晶胞结构。预测了DNOAF分子的晶体堆积方式,并在此基础上计算了其晶体的主要性能和爆轰性能。
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