1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯晶体热膨胀各向异性的模拟研究

对新型钝感高能炸药组分1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯（FOX-7）,考察并选择了适用的分子力场和超晶胞初始构型,通过303K-378K温度范围在NPT系综下的分子动力学模拟（MD）,得到常压下各温度的FOX-7晶体平衡构型,发现随温度升高晶体内分子的取向和堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数,发现αb明显较大而αc与αa接近但不相等;接着采用密度泛函理论(DFT)方法随各向棱长膨胀的能量变化进行了模拟计算,发现得到的能量变化成各向异性并与各向热膨胀系数相关,从而建立FOX-7晶体特定分子堆积模式与热膨胀各向异性的关联。     

1,1-二氨基二硝基乙烯晶体的密度泛函理论研究

对 1,1 二氨基二硝基乙烯晶体进行了DFT B3LYP水平计算 .计算所得晶格能为 -10 5 .81kJ/mol,与文献值相近 .晶体的前线能带较为平坦 ,表明分子轨道能态受分子晶体场的影响较小 .电荷的分布决定了晶体中DADNE以“头 尾”方式通过分子间氢键相连形成层状结构 ,而层与层之间相互作用较弱 .从带隙 4.0eV推知DADNE的导电性介于半导体和绝缘体之间 .前线轨道由C -NO2 的原子轨道所组成 ,说明分子的强共轭性 ,也表明C -NO2 为化学反应活性部位 .C -NO2 键的布居数远小于其它键 ,提示该键为起爆引发键     

β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷热膨胀各向异性的量子化学计算与分子动力学模拟

在303～383 K和NPT系综和COMPASS力场下对β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)超晶胞初始结构的分子动力学模拟,得到常压下各温度的晶体平衡构型并发现分子的堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数与实验值相近,体现出明显的各向异性. 采用密度泛函理论方法对沿各晶轴方向膨胀率变化(100%～105%)的HMX单胞模型进行了总能计算,得到的能量变化率体现各向异性并与热膨胀系数值关联,建立了关联方程. 由此阐 释了HMX晶体热膨胀各向异性的本质即特定的分子堆积模式.     

4-氨基-3,5-二硝基吡唑二聚体分子间相互作用的理论研究

在密度泛函（DFT）B3LYP/6-311++G**水平下,求得4-氨基-3,5-二硝基吡唑（LLM-116）二聚体势能面上的4种全优化几何构型。经基组叠加误差（BSSE）和零点能（ZPE）校正, 求得分子间最大相互作用能为 –29.56 kJ×mol-1。研究表明,其相互作用是放热过程,并随着温度的升高,相互作用减弱;自然键轨道（NBO）分析揭示了相互作用的本质;对优化构型进行振动分析,得其红外光谱,并基于统计热力学求得200.0-800.0 K 温度范围从单分子形成二聚体的热力学性质变化。     

双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛的结构和爆轰性能的量子化学研究

利用B3LYP/6-311+G(2d,p)方法对一种新型含能增塑剂双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛进行几何优化,计算了其红外光谱、生成焓和爆轰特性. 分析了最弱键的键离解能和键级并预测了目标化合物的热稳定性. 结果表明双(2,2-二硝基丙基)甲缩醛中的四个N-NO₂键的键离解能都为164.38 kJ/mol. 表明目标化合物是一个热力学性能稳定的化合物. 以凝聚相生成焓和分子密度为基础,采用Kamlet-Jacobs方法预测其爆速和爆压. 目标化合物的晶体结构属于P21空间群.     

1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯的晶型及相变

人们一直尝试合成可以替代现今高能炸药的新型炸药，期望新型炸药在相同的感度水平有更高的性能，或者在相同的性能水平下有更低的感度。1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯（简称FOX-7）就是在这种要求下研究较为活跃的一种新型低感炸药。文献报道FOX-7有3种或4种相态，在室温下存在α相，在113℃转变成β相，下一个相变开始于160℃或170℃。文中利用四圆衍射仪测定FOX-7的晶体结构，变温X射线衍射仪（XRD）研究FOX-7在加热时发生的相变。     

二芳基乙烯光致各向异性动态特性研究

建立了光致变色二芳基乙烯样品光致各向异性动力学的理论模型.计算了在线偏振光激发下,二芳基乙烯分子数密度、光致二向色性和光致双折射随时间(曝光量)的动态变化曲线.结果表明,随着激发曝光量的增加,二芳基乙烯呈色态分子数密度不断下降直至饱和,光致各向异性随曝光量增加先增加,达到最大之后开始下降,最佳曝光量为260J/cm².利用正交偏振检测方法测量了反映材料各向异性的探测光透过率动力学曲线,并与理论计算结果进行了比较,二者基本相符. 关键词： 光致各向异性 二芳基乙烯 动态特性 最佳曝光量     

4，4′-二甲氨基二苯乙烯双光子吸收理论研究——溶剂效应

对最近实验室合成的分子材料4，4′-二甲氨基二苯乙烯的双光子吸收特性在从头计算的基础上进行了理论研究。理论模型是建立在密度泛函理论的基础上的。利用含时的密度泛函理论来计算分子的非线性光学性质，而溶剂效应则通过自洽响应场方法的极化连续模型来模拟。计算结果表明，三态模型可以很好地给出该分子在低激发态范围内的双光子吸收截面。随着溶剂极性的增加，单光子波长红移，双光子吸收截面增加。双光子吸收截面的大小和实验给出的结果符合得较好。     

3-氨基-2,5-二氯苯甲酸振动光谱的密度泛函研究

为了本质地把握3-氨基-2,5-二氯苯甲酸(3A2,5DBA)的振动光谱和结构间的关系,在HF和B3LYP水平上利用6-311G(d,p)基组对3A2,5DBA进行了结构优化和振动频率的计算,得到了3A2,5DBA的结构信息和全部45个简正振动模式.通过与苯甲酸的结构参数以及相关文献数据的对比,发现B3LYP/6-311G(d,p)方法较HF/6-311G(d,p)方法能给出更加合理的结果.考虑到计算模拟分子和实验测量样品间的差异,对计算所得到的频率进行了合理的标度修正.在B3LYP/6-311G(d,p)方法下,对波数小于800cm-1的振动频率,标度因子取1.001 3,而波数大于800 cm-1的标度因子取0.961 3.借助Gaussian View程序包对所计算得到的振动模式进行了高精度指认,对3A2,5DBA的主要官能团及取代基团进行了振动分析.通过和实验测量的FTIR数据的比对,发现经标度修正后的计算结果和实验测量符合的很好.同时结合相关的文献报道,表明所做的振动指认和振动分析是合理的.     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟。研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段（约400K以上）,由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正。     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟.研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段(约400K以上),由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正.     

紫外吸收光谱研究4,4′-二硝基二苯乙烯-2,2′-二磺酸稀溶液的光致顺反异构

首次发现并证实了在4,4′-二硝基二苯乙烯-2,2′-二磺酸稀溶液中存在顺反异构现象。采用紫外吸收光谱对其稀溶液的光致顺反异构进行了研究。结果表明，溶液的浓度越稀，光照时间越长，反式异构体转化成顺式异构体越快、越多。     

溶剂对镍连二硫烯与乙烯反应的影响

用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平上计算得到了镍连二硫烯与乙烯反应的势能面上各驻点(反应物、中间体、产物和两个过渡态)的分子几何构型、电荷分布和一些热力学参数等,研究了溶剂对镍连二硫烯与乙烯反应的影响.结果发现,随着溶剂极性的增强,乙烯和镍连二硫烯之间的成键作用增强,两个过渡态的前线轨道能量差增大,而产物和中间体的前线轨道能量差却减小,同时各驻点的溶剂稳定化能也减小.进一步,这表明溶剂极性增强能提高产物的稳定性,有利于反应的进行.此外,当溶剂相对介电常数1.00≤ε≤7.58时 关键词： 镍连二硫烯 乙烯 溶剂效应 密度泛函理论     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪的太赫兹光谱特性

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(ANPZ)是一种重要的吡嘹类高能钝感炸药.为了深入理解ANPZ的晶体结构特性,本文采用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)研究了ANPZ在24～150℃温度范围内的太赫兹光谱随温度的演变特性,并结合固态密度泛函理论(DFT)对ANPZ在太赫兹频段的振动特性进行了计算和解析.结果 表明...     

溶剂对镍连二硫烯与乙烯反应的影响

用密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平上计算得到了镍连二硫烯与乙烯反应的势能面上各驻点(反应物、中间体、产物和两个过渡态)的分子几何构型、电荷分布和一些热力学参数等，研究了溶剂对镍连二硫烯与乙烯反应的影响.结果发现，随着溶剂极性的增强，乙烯和镍连二硫烯之间的成键作用增强，两个过渡态的前线轨道能量差增大，而产物和中间体的前线轨道能量差却减小，同时各驻点的溶剂稳定化能也减小.进一步，这表明溶剂极性增强能提高产物的稳定性，有利于反应的进行.此外，当溶剂相对介电常数1.00≤ε≤7.58时     

2-氨基吡啶气相氟代反应的密度泛函理论研究

采用量子化学方法,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311G*基组水平上,以2-氨基吡啶为起始反应物,全优化计算了亚硝酰阳离子NO~+对2-氨基吡啶中氨基进攻的重氮化反应及氟硼酸根阴离子BF_4~-对吡啶重氮正离子进攻的席曼反应的机理,搜索到整个反应过程中的过渡态结构,得到了反应路径并通过IRC验证,并对各反应中间体、过渡态和产物进行分子几何构型优化、振动频率分析和标准热力学函数计算.通过计算,搜索到的过渡态均为环状结构,与配位插入反应类似,利于原子间化学键的断裂及新键的形成;通过热力学及动力学计算,重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,与实验结果相吻合.     

2-氨基吡啶气相氟化取代反应的密度泛函理论研究

采用量子化学方法,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311G*基组水平上,以2-氨基吡啶为起始反应物,全优化计算了亚硝酰阳离子NO+对2-氨基吡啶中氨基进攻的重氮化反应及氟硼酸根阴离子BF4-对吡啶重氮正离子进攻的席曼反应的机理,搜索到整个反应过程中的过渡态结构,得到了反应路径并通过IRC验证,并对各反应中间体、过渡态和产物进行分子几何构型优化、振动频率分析和标准热力学函数计算．通过计算,搜索到的过渡态均为环状结构,与配位插入反应类似,利于原子间化学键的断裂及新键的形成;通过热力学及动力学计算,重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,与实验结果相吻合．     

新型钝感炸药1-氧-2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪的合成及表征

美国LLNL1995年合成出的代号为LLM-105的高能量密度材料，其化学名称为1-氧-2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪（2，6-diamino--3，5-dinitropyrazine-1-oxide），分子结构式C4H4N605，分子量216．04，密度为1．913g／cm^3，氧平衡为-37．03％，生成热为-3．1kcal／mole，外观为亮黄色的针状晶体，比TATB的能量约高25％，且有着良好的热安定性，特性落高Dh50=117cm（RDX和HMX的特性落高30-32cm），对静电火花的刺激也很钝感。由于综合性能优异，LLM-105已经引起了国际炸药界的极大兴趣。     

邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的分子结构和红外光谱密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)-B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上对邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的几何构型进行了全优化,得到其最稳定构型及能量.在优化结构基础上用同样的方法和基组计算了该分子的红外光谱振动频率并绘制了红外光谱图.在Gaussian View程序上对其红外光谱进行了归属.     

3,7-二硝基亚氨基-2,4-二氮杂双环[3,3,0]辛烷的放热分解反应动力学

在程序升温条件下 ,用DSC研究了标题化合物的放热分解反应动力学 .用线性最小二乘法、迭代法以及二分法与最小二乘法相结合的方法 ,以积分方程、微分方程和放热速率方程拟合DSC数据 .在逻辑选择建立了微分和积分机理函数的最可几一般表达式后 ,用放热速率方程得到相应的表观活化能 (Ea)、指前因子 (A)和反应级数 (n)的值 .结果表明 :该反应的微分形式的经验动力学模式函数、Ea 和A值分别为 (1-α) 0 .44、2 30 .4kJ/mol和 10 18.16s-1.借助加热速率和所得动力学参数值 ,提出了标题化合物放热分解反应的动力学方程 .该化合物的热爆炸临界温度为 30 2 .6℃ .上述动力学参数对分析、评价标题化合物的稳定性和热变化规律十分有用 .