硝酸酯类高能体系中分子间相互作用的理论研究

摘要

研究高能体系中的分子间相互作用不仅可为混合炸药配方设计奠定理论基础、提供信息,而且将推进高能材料学科的发展.该论文应用量子化学方法首次较系统地计算研究了硝酸酯类高能材料的分子间相互作用.对超分子模型体系硝酸钾酯和硝酯乙酯的二聚体,分别采用从头计算(abinitio)和密度泛函理论(DFT)两种方法进行了比较计算研究.首次求得了它们的优化构型、电子结构和经基组叠加误差(BSSE)和零点能校正后精确结合能,发现对该类色散体系,与同水平abinitio结果相比,DFT求得的分子内键长较长、分子间距离较短,求得的结合较小.两种方法求得的热力学性质变化基本一致.MP2/6-311G**//HF/6-31G*和MP2/6-311++G**//HF/6-31G*计算的结合能与MP2/6-31G*的计算值接近,说明以6-31G*基组计算结合能比较经济、合适.对硝酸甲酯进行MP4SDTQ/6-31G*水平上单点能量计算,求得的结合与MP2/6-31G*水平的计算值相近,说明MP2的计算结果较为精确,对MP4SDTQ难以计算的体系,可以MP2来代替.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究目的和意义

1.2前人的工作

1.3本论文的研究内容

1.4计算方法简介

1.4.1量子化学计算方法

1.4.2分子间相互作用计算方法

1.4.3热力学性质的计算方法

第二章硝酸甲酯二聚体的分子间相互作用

2.1引言

2.2计算方法

2.3结果与讨论

2.3.1几何构型

2.3.2总能量和相互作用能

2.3.3电荷分布与转移

2.3.4自然键轨道分析

2.3.5热力学性质

2.4本章小结

第三章硝酸乙酯二聚体的分子间相互作用

3.1引言

3.2计算方法

3.3结果与讨论

3.3.1几何构型

3.3.2总能量和相互作用能

3.3.3原子电荷分布与转移

3.3.4自然键轨道分析

3.3.5热力学性质

3.4本章小结

第四章硝化甘油二聚体、硝化甘油+硝化乙二醇的分子间相互作用

4.1引言

4.2计算方法

4.3硝化甘油二聚体的分子间相互作用

4.3.1几何构型

4.3.2总能量和相互作用能

4.3.3原子电荷分布与转移

4.3.4自然键轨道分析

4.4硝化甘油+硝化乙二醇混合体系的分子间相互作用

4.4.1几何构型

4.4.2总能量和相互作用能

4.4.3原子电荷分布与转移

4.4.4自然键轨道分析

4.5两种结果比较

第五章太安与小分子、太安与高分子链的分子间相互作用

5.1引言

5.2计算原理和方法

5.2.1几何优化和电子结构计算

5.2.2分子间相互作用能计算

5.3太安与小分子的相互作用

5.3.1太安与甲烷的相互作用

5.3.2太安和二氟甲烷的相互作用

5.3.3太安和四氟甲烷

5.3.4太安和小分子相互作用的比较

5.4太安和高分子链的相互作用

5.4.1太安和聚乙烯的相互作用

5.4.2太安和聚偏氟乙烯的相互作用

5.4.3太安和聚四氟乙烯的相互作用

5.4.4太安和聚三氟氯乙烯的相互作用

5.5本章小结

结论

致谢

参考文献

“攻硕”期间已发表和待发表的学术论文

附录太安与高分子链的PM3全优化几何构型