TATB的亚稳结构的理论计算

采用密度泛函理论B3LYP方法,在6-311g**水平上对TATB的结构进行优化,得到了TATB的稳定几何结构和分子内部质子迁移后形成的亚稳结构,计算了这两个结构的电子能量.对计算结果进行了讨论.     

TATB分子的结构及分子间相互作用

采用Hartree-Fock方法和密度泛函BPW91方法,对TATB双分子系统的几何结构和能量进行了优化和计算,得到双分子共平面的平衡结构.结果表明在TATB分子内部H和O之间存在着明显的氢键.分子之间的相互作用使TATB分子的对称性下降.一般地,没有充分计入分子之间的相互作用的影响时,计算得到的C-N键长比实验测得值大,而计算得到的C-C键长比实验测得值小.计算并讨论了TATB分子之间的相互作用能,表明TATB分子形成晶体结构时,应当以层状晶体结构最为稳定.     

计算饱和醇异构体标准生成焓的新方法

基于极性叠加原理,在成功设计烷烃异构体和多氯代烷烃生成焓计算新方法的基础上,设计了一种计算多元醇异构体生成焓的新方法,并合理地假定任一异构体的原子化焓等于三种键（C-C、C-H和C-O-H键）的键能、极性叠加能项以及氢键能项的加和。用这一模型拟合24种原子化粹数据,得到了标准生成焓的估算公式。为了检验预测的精确性,又设计了一种预测方法,使用在排除液预测的化合物条件下回归得到的参数,预测该化合物的生成焓。按这种方法,预测了24种异构体的生成焓。通过该5参数预测的相对于实验值的各种误差（平均绝对误差、均方根误差和最大绝对误差）不仅比7参数的基团法预测的对应误差小得多,而且比相应实验数据的误差还要小。与键加和法比较,该方法的模型包含了极性叠加能和氢键能量,该两项代表了主要的非键相互作用能,表征了不同异构体的结构差异,并大大减少了参数。     

RDX晶体结构与固相生成焓的理论研究

采用分子模拟的方法计算含能化合物的晶体结构和固相生成焓,有助于进一步从理论上计算其主要爆轰参数.本文通过密度泛函理论(DFT)与开放力场(OFF)相结合的方法计算了黑索金(RDX)的晶体结构和固相生成焓.首先采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法对RDX分子进行驰豫和模拟;然后采用GGA-BLYP泛函,DNP基组对RDX分子进行几何结构优化;最后对优化后的分子进行Mont Carlo模拟退火、簇分析、晶体结构优化等步骤的计算得到能量最低的结构作为最终的晶体结构:空间群为PBCA,密度为1.8208,晶胞参数为a=13.6561,b=11.3015,c=10.500,α=90,β=90,γ=90,与实验值相符.在此基础上,利用DFT GGA-BLYP计算求得RDX的固相生焓为171.86 kJ/mol,与实验测定值168.9J/mol相比的误差为1. 8%.     

三硝基甲烷键离解能和生成焓的理论计算

采用密度泛函(DFT)四种交换/相关函数(B3LYP、B3P86、B3PW91和PBE0)结合不同的基函数,求得了三硝基甲烷C-NO2键的离解能(BDE),并且通过合理选择参考物硝基甲烷,设计等键等电子对反应,计算了气相三硝基甲烷分子的生成焓(HOF).与实验数据进行比较,PBE0/6-31g*计算出的BDE值最好,误差为-2.1 kcal mol-1;PBE0密度泛函结合带极化函数的6-31g基组得到的HOF值与实验值吻合的最好(误差在0.1 kcal mol-1以内).     

用分子参数预测烷烃衍生物的标准生成焓

利用分子参数,即主原子数(N)、主链碳原子数(N')、相对电负性(Xr)、取代参量(P)和官能团位置参量(q)建立了定量预测醇、硫醇、醚、硫醚、醛、酮、酸和酯等烷烃衍生物的标准生成焓数学模型,相关系数均大于0.999,其计算值与相应的文献值都非常吻合,平均相对误差小于1%.分子参数法的物理意义明确、操作简单、使用方便,是进行定量构效相关(OSPR)研究的一种简便可行的方法.     

结构参数F与部分气态化合物标准生成焓的相关性研究

用三个分别代表分子中原子联结情况、顶点原子结构特点和相邻原子成键情况的矩阵相乘得到一个无量纲数值的方法定义并计算了拓扑指数Ｆ。用Ｆ分别相关了１６个硅卤化物（不含氢）、３２个硅卤化物９含氢）、１６个钛卤化物、３２个硅卤化物和钛卤化物（不含氢）、４８个硅卤化物（含氢）和钛卤化物、４４个卤代甲烷的标准生成焓,其相关系数均在０．９７以上。Ｆ能较好地处理ＣＨ４、ＳiＨ４等Ｒａｎｄｉｃ－Ｋｉｅｒ指数不能处理的     

结构参数K与过渡元素卤化物标准生成焓的关系研究

把键参数和量子数引入原子点价,重新定义原子点价为δki,并用δki构建分子结构参数K.K与33种AnXm型过渡元素卤化物的标准生成焓-ΔfHθm呈现高度的相关性,并给出了相关方程,其相关系数为0.991 0.与其它结构参数相比,本参数的计算更为准确.用此模型预测了5个过渡元素卤化物的-ΔfHθm,得到了满意的结果,表明该模型较好地提示了过渡元素卤化物-ΔfHθm的共同规律.     

用相互作用势指数估算单取代烷烃生成焓

基于直链烷烃生成焓的实验值提出16种取代基X(OH、SH、NH₂、Br、Cl、I、NO₂、CN、CHO、COOH、CH₃、CH=CH₂、C≡CH、Ph、COCH₃、COOCH₃)的相互作用势指数IPI(X). 用IPI(X)和极化效应指数建立模型,对单取代烷烃RX(包括含支链的化合物)的生成焓进行估算,所得回归方程有良好的相关性,该模型既考虑了基团R和X的贡献,又考虑了R与X相互作用的贡献. 并采用留一法对其稳定性和预测能力进行验证.     

四氯化碳同步辐射光电离的研究离子生成焓与键能的测定

采用ＶＵＶ同步辐射光源，在超声冷却条件了研究四氯化碳，光电离的动力学过程，实验表明，母体离子极不稳定。本文通过对ＣＣｌ４光解离电解碎片出现势的测定，结果有关确认的势力学数据，了该体系中有关离子的标准生成焓、离子型分子自由基中的键能、中性分子及自由其中的键能和母体离子的解离能等一系列热化学数据。详细探讨了ＣＣｌ４及ＶＵＶ光解离电离的通道及其它可能发生的动力学过程。     

InSb的锂嵌入形成能第一原理计算

InSb材料在近来的锂离子电池负极材料研究中受到了重视.使用基于局域密度泛函理论的第一原理赝势法，计算了锂离子电池非碳类负极材料InSb各种锂嵌入情况时的形成能以及相应的电子结构.讨论了锂嵌入时的体积变化、能带结构、电子态密度以及电荷分布等性质.计算发现，闪锌矿结构的InSb材料，锂嵌入到主体材料的间隙位置时的形成能平均每个锂原子都在2.2eV左右. 关键词： InSb 锂嵌入形成能 电子结构 第一原理计算     

高压下TATB压缩性质的LDA和GGA比较研究

本文采用第一性原理密度泛函理论,结合平面波赝势方法,采用局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)两种方法计算了TATB晶体在高压(0~7 GPa)压缩下的结构和物理性质,并与实验数据进行了比较.详细讨论了TATB晶体的晶体结构和分子构型随压力的变化.     

On the heat of formation of nitromethane

Two experimental values (?19.3 ± 0.3 and ?17.8 ± 0.1 kcal/mol) for the gas phase heat of formation (δ_fH) (298k) of nitromethane have been reported. Although these values differ by only 1.5 kcal/mol, substantially greater differences in theoretical and experimental results occur when these differing values are used to calculate thermodynamic properties. This is especially evident when these two values for the δ_fH of nitromethane are used to calculate thermodynamic properties of polynitro compounds. For example, when density functional theory (DFT) is coupled with the use of isodesmic reactions, the Δ_fH of octanitrocubane is calculated to be 160.6 or 172.6 kcal/mol, depending on which value is used. It should also be appreciated that several computational theories depend upon having access to reliable experimental data for testing and development. We have examined this discrepancy using several computational models and several levels of theory. Our results coupled with a comprehensive review of the literature support the lower (?19.3 ± 0.3 kcal/mol) experimental value. This is problematic because the higher value (?17.8 ± 0.1 kcal/mol) has been used in the development and/or testing of several semiempirical quantum mechanical models as well as ab initio Gaussian theory (G2 and G3). Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Adsorption of the insensitive explosive TATB on single-walled carbon nanotubes

The non-covalent adsorption of the insensitive explosive TATB (1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene) on the sidewalls of single-walled carbon nanotubes (CNTs) has been calculated using an ONIOM approach. It was found that TATB deformed remarkably when attached non-covalently on the surface of CNTs, especially on the inner wall of the nanotubes. The diameter of the nanotube determined the degree of distortion of the inner-adsorbed TATB, but had little effect on the deformation of the outer-attached TATB. The non-covalent combination of TATB with the nanotube is an exothermic process due to the negative adsorption energy. TATB adsorption on the inner wall of nanotubes was energetically more favorable than that on the outer wall of the nanotubes. In both cases, the adsorption became more stable with increasing diameter of the nanotube. Our theoretical results can be used as a guideline for the design of energetic nanocomposites based on CNTs and aromatic nitro-explosives.     

Isentropic Compression of Deuterium by Quantum Molecular Dynamics

In this work we present our calculations of the compression isentrope of deuterium. We use an ab initio molecular dynamics approach to compute pressure and internal energy of dense deuterium in the range of temperatures 293–25000 K and densities 0.9–4.3 g/cm³. We then restore the isentrope and compare the results with experimental data and other theories. The position of the calculated isentrope slightly depends on the initial point and agrees with the low‐pressure part and the highest‐pressure point of the measurements. However, we do not observe the density jump registered experimentally at P ≈ 130 GPa (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

DATB和TATB的特殊稳定性分析

利用HONDO程序包,采用从头算法,计算了TNA、DATB和TATB的分子结构和分子内各原子上的净电荷.根据分子结构和各原子上的净电荷,深入分析了DATB和TATB的特殊稳定性.     

乙醚-水混合团簇的多光子电离质谱及从头算

应用多光子电离技术结合飞行时间质谱仪对乙醚与水的混合团簇进行了研究,实验中观测到了多个序列的质子化团簇： (CH3CH2OCH2CH3)nH+（n=1、2…6）、(CH3CH2OCH2CH3)nH2OH+（n=1、2…4）和(CH3CH2OCH2CH3)n(H2O)2H+ （n=2、3、4）。通过对质谱的研究发现,(CH3CH2OCH2CH3)3H2OH+为幻数结构。结合从头计算理论,在B3LYP/6-31G(d)基组水平上对乙醚与水混合团簇的可能构型进行优化,得到了其稳定构型。振动频谱分析显示,团簇中最强的红外振动模式主要来自氢键中H的伸缩振动的贡献。