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第一篇 理论计算方法3

第1章 一般理论方法简介3

1.1 Hartree-Fock方法3

1.2 密度泛函理论4

1.3 Moller-Plesset微扰法5

1.4 基于体积的热力学方法6

1.5 基组及其选择7

1.5.1 极小基组7

1.5.2 劈裂价键基组7

1.5.3 极化基组8

1.5.4 弥散基组8

1.5.5 高角动量基组8

1.6 原子化方法9

1.7 等键反应方法9

参考文献10

第2章 高能化合物性能预测方法13

2.1 分子晶体和离子晶体密度预测13

2.2 气相和固相生成热计算15

2.3 爆轰性能和比冲预估16

2.4 稳定性和感度预测17

2.5 离子盐形成热力学性质计算18

参考文献19

第二篇 多氮分子和离子盐的分子设计25

第3章 唑类衍生物25

3.1 1，1′-和5，5′-桥连双四唑衍生物25

3.1.1 生成热26

3.1.2 电子结构32

3.1.3 爆轰性能34

3.1.4 热稳定性38

3.1.5 潜在HEDC候选物42

3.1.6 小结43

3.2 碳桥连双亚氨基四唑衍生物43

3.2.1 生成热44

3.2.2 电子结构48

3.2.3 热稳定性49

3.2.4 爆轰性能52

3.2.5 小结54

3.3 氮桥连双亚氨基四唑衍生物54

3.3.1 生成热55

3.3.2 电子结构58

3.3.3 热稳定性60

3.3.4 爆轰性能62

3.3.5 小结64

3.4 1，4-双（1-氮-2，4-二硝基苯）-亚氨基四唑衍生物65

3.4.1 生成热66

3.4.2 电子结构70

3.4.3 爆轰性能72

3.4.4 热稳定性74

3.4.5 小结76

3.5 含1H-四唑的双杂环衍生物76

3.5.1 生成热77

3.5.2 爆轰性能81

3.5.3 热稳定性84

3.5.4 小结86

参考文献87

第4章 呋咱类衍生物92

4.1 单环呋咱衍生物92

4.1.1 生成热93

4.1.2 爆轰性能95

4.1.3 键解离能98

4.1.4 小结100

4.2 单环氧化呋咱衍生物100

4.2.1 生成热101

4.2.2 爆轰性能105

4.2.3 热稳定性108

4.2.4 小结111

4.3 碳桥和氮桥连双呋咱衍生物111

4.3.1 生成热112

4.3.2 电子结构116

4.3.3 爆轰性能118

4.3.4 热稳定性121

4.3.5 小结124

4.4 含呋咱的多杂环衍生物124

4.4.1 生成热126

4.4.2 电子结构130

4.4.3 热稳定性132

4.4.4 爆轰性质135

4.4.5 小结137

参考文献137

第5章 嗪类衍生物143

5.1 1，2，4，5-四嗪衍生物143

5.1.1 生成热144

5.1.2 前线轨道能级和热稳定性149

5.1.3 爆轰性能153

5.1.4 预测潜在HEDC候选物155

5.1.5 小结156

5.2 3，6-2H-1，2，4，5-四嗪取代衍生物156

5.2.1 生成热156

5.2.2 电子结构160

5.2.3 爆轰性能161

5.2.4 热稳定性162

5.2.5 小结164

5.3 1，2，3，4-四嗪-1，3-二氧衍生物164

5.3.1 生成热166

5.3.2 电子结构169

5.3.3 爆轰性能172

5.3.4 热稳定性174

5.3.5 小结176

5.4 桥连双1，3，5-三嗪衍生物176

5.4.1 生成热178

5.4.2 电子结构181

5.4.3 爆轰性能183

5.4.4 热稳定性185

5.4.5 小结189

参考文献189

第6章 多氮稠环衍生物193

6.1 4，8-二氢二呋咱并[3，4-b，e]哌嗪衍生物193

6.1.1 生成热194

6.1.2 电子结构195

6.1.3 爆轰性能197

6.1.4 热稳定性199

6.1.5 小结200

6.2 呋咱并[3，4-b]吡嗪衍生物201

6.2.1 生成热202

6.2.2 爆轰性能206

6.2.3 热稳定性208

6.2.4 小结211

6.3 四唑并[1，5-b]-1，2，4，5-四嗪和1，2，4-三唑并[4，3-b]-1，2，4，5-四嗪衍生物212

6.3.1 生成热213

6.3.2 前线轨道能级217

6.3.3 热稳定性217

6.3.4 爆轰性能220

6.3.5 预测潜在HEC候选物223

6.3.6 小结224

6.4 二呋咱并[3，4-b：3′，4′-e]哌嗪衍生物及其类似物224

6.4.1 优化结构226

6.4.2 生成热232

6.4.3 爆轰性能234

6.4.4 应变能和自然键轨道布居分析236

6.4.5 热稳定性241

6.4.6 小结243

参考文献244

第7章 多元氮杂环衍生物249

7.1 含氮小分子生成热的高级理论方法预测249

7.1.1 计算方法250

7.1.2 不同方法的计算结果比较252

7.1.3 不同方法的适用性252

7.1.4 小结262

7.2 1，3-二硝基氮杂丁烷衍生物262

7.2.1 生成热263

7.2.2 电子结构266

7.2.3 爆轰性能267

7.2.4 热稳定性269

7.2.5 小结270

7.3 含二氟氨基四元、六元和八元氮杂环衍生物270

7.3.1 生成热272

7.3.2 电子结构275

7.3.3 爆轰性能276

7.3.4 热稳定性278

7.3.5 小结280

7.4 RDX和HMX的二硝甲基和三硝甲基取代衍生物280

7.4.1 生成热282

7.4.2 爆轰性能284

7.4.3 应变能和热稳定性287

7.4.4 撞击感度289

7.4.5 小结290

7.5 CL-20的二硝甲基和三硝甲基取代衍生物290

7.5.1 生成热292

7.5.2 爆轰性能295

7.5.3 应变能和热稳定性297

7.5.4 撞击感度300

7.5.5 小结301

参考文献301

第8章 几种特殊类型的高能化合物307

8.1 四氮杂金刚烷衍生物307

8.1.1 生成热308

8.1.2 电子结构312

8.1.3 热稳定性314

8.1.4 爆轰性能316

8.1.5 小结319

8.2 多硝基和多硝酸酯基金刚烷衍生物320

8.2.1 生成热320

8.2.2 电子结构322

8.2.3 爆轰性能323

8.2.4 小结324

8.3 1，7-二氨基-1，7-二硝基亚氨基-2，4，6-三硝基-2，4，6-三氮庚烷衍生物324

8.3.1 生成热325

8.3.2 爆轰性能329

8.3.3 热稳定性331

8.3.4 小结332

8.4 零氧平衡的四唑和四嗪衍生物333

8.4.1 生成热335

8.4.2 爆轰性能340

8.4.3 热稳定性344

8.4.4 小结347

8.5 具有良好氧平衡的三硝甲基取代氮杂环衍生物347

8.5.1 生成热349

8.5.2 电子结构353

8.5.3 爆轰性能355

8.5.4 热稳定性358

8.5.5 小结360

8.6 十二硝基六柱烷和六硝基氮杂六柱烷360

8.6.1 DNH性能评估361

8.6.2 六柱烷的六氮对称杂化365

8.6.3 小结366

参考文献367

第9章 唑类和四嗪类衍生物离子盐373

9.1 三唑衍生物分子及其离子盐373

9.1.1 晶体密度373

9.1.2 生成热377

9.1.3 爆轰性能381

9.1.4 离子盐形成热力学385

9.1.5 结论388

9.2 四唑衍生物和氮连双四唑衍生物离子盐389

9.2.1 晶体密度390

9.2.2 生成热394

9.2.3 爆轰性能400

9.2.4 离子盐形成热力学404

9.2.5 小结410

9.3 四嗪衍生物和桥连双四嗪衍生物离子盐411

9.3.1 晶体密度412

9.3.2 生成热413

9.3.3 爆轰性能416

9.3.4 离子盐形成热力学418

9.3.5 小结420

9.4 5-硝基亚氨基四唑衍生物离子盐420

9.4.1 晶体密度422

9.4.2 生成热426

9.4.3 爆轰性能和感度432

9.4.4 离子盐的形成热力学436

9.4.5 小结441

9.5 5-二硝甲基四唑类衍生物离子盐441

9.5.1 晶体密度442

9.5.2 生成热445

9.5.3 爆轰性能450

9.5.4 离子盐的形成热力学454

9.5.5 小结456

9.6 质子化和甲基化四唑衍生物离子盐456

9.6.1 晶体密度458

9.6.2 生成热468

9.6.3 爆轰性能479

9.6.4 离子盐的形成热力学489

9.6.5 小结492

参考文献492

第10章 双氮杂环类衍生物离子盐500

10.1 二价双四唑取代杂环类衍生物离子盐500

10.1.1 晶体密度501

10.1.2 生成热504

10.1.3 爆轰性能508

10.1.4 离子盐的形成热力学512

10.1.5 小结515

10.2 杂环功能化硝胺基呋咱类衍生物离子盐515

10.2.1 晶体密度516

10.2.2 生成热519

10.2.3 爆轰性能523

10.2.4 离子盐的形成热力学526

10.2.5 小结529

10.3 桥连双5-硝基亚氨基四唑衍生物离子盐529

10.3.1 晶体密度531

10.3.2 生成热534

10.3.3 爆轰性能537

10.3.4 离子盐形成热力学540

10.3.5 小结543

参考文献543

第三篇 各类型多系列高能化合物的分子设计551

第11章 密度预测的方法和基组选择551

11.1 芳烃硝基化合物552

11.1.1 计算方法552

11.1.2 合适方法和基组的选择553

11.1.3 分子结构或取代基对密度的影响560

11.1.4 小结562

11.2 脂肪族硝酸酯562

11.2.1 合适方法和基组的选择562

11.2.2 分子结构或取代基对密度的影响570

11.2.3 小结571

参考文献571

第12章 苯和苯胺类硝基衍生物575

12.1 计算方法576

12.2 红外光谱577

12.3 热力学性质582

12.4 密度和能量586

12.5 热解机理、稳定性和感度判别589

12.5.1 静态理论指标589

12.5.2 动态理论指标592

12.5.3 感度判别指标之间的关联595

12.6 小结596

参考文献597

第13章 苯酚和甲苯类硝基衍生物601

13.1 苯酚类硝基衍生物602

13.1.1 红外光谱602

13.1.2 热力学性质605

13.1.3 密度和能量608

13.1.4 热解机理、稳定性和感度判别611

13.1.5 小结618

13.2 甲苯类硝基衍生物619

13.2.1 红外光谱619

13.2.2 热力学性质622

13.2.3 密度和能量624

13.2.4 热解机理、稳定性和感度判别628

13.2.5 小结635

参考文献637

第14章 HNS的多取代基衍生物640

14.1 HNS及其—NO2、—NH2和—OH衍生物640

14.1.1 红外光谱640

14.1.2 热力学性质645

14.1.3 密度和能量649

14.1.4 热解机理、稳定性和感度判别652

14.1.5 小结655

14.2 HNS的—CN、—NC、—NNO2和—ONO2衍生物656

14.2.1 红外光谱656

14.2.2 热力学性质661

14.2.3 密度和爆轰性能667

14.2.4 小结669

参考文献670

第15章 DPO及其衍生物671

15.1 DPO的分子结构和性能672

15.1.1 分子几何672

15.1.2 红外光谱674

15.1.3 热力学性质676

15.1.4 热解机理677

15.1.5 密度和能量679

15.1.6 小结679

15.2 DPO的—N3、—ONO2和—NNO2衍生物680

15.2.1 红外光谱681

15.2.2 热力学性质684

15.2.3 几何结构和相对稳定性691

15.2.4 HEDC的潜在目标物699

15.2.5 小结704

15.3 DPO晶体的结构和性能705

15.3.1 计算原理和方法705

15.3.2 力场的选择706

15.3.3 晶型预测711

15.3.4 能带结构715

15.3.5 小结716

参考文献718

第16章 双高五棱柱烷多取代衍生物721

16.1 双高五棱柱烷—NO2衍生物721

16.1.1 生成热721

16.1.2 爆轰性能725

16.1.3 热稳定性和热解机理727

16.1.4 红外光谱731

16.1.5 热力学性质735

16.1.6 小结740

16.2 双高五棱柱烷—CN、—NC和—ONO2衍生物741

16.2.1 生成热741

16.2.2 爆轰性能746

16.2.3 热稳定性和热解机理748

16.2.4 红外光谱749

16.2.5 热力学性质752

16.2.6 小结762

参考文献762

第17章 脂肪族硝酸酯764

17.1 红外光谱765

17.2 热力学性质768

17.3 密度和爆轰性能770

17.4 热解机理和稳定性773

17.4.1 重叠集居数773

17.4.2 动力学参数774

17.5 相对比冲775

17.6 小结777

参考文献777

第18章 高能物质的安全性能779

18.1 静电感度与能量和结构的关系779

18.1.1 密度和能量，分子结构与静电感度779

18.1.2 爆速、爆压与静电感度的关系787

18.1.3 电子结构与静电感度的关系789

18.1.4 小结792

18.2 撞击感度的量子化学判据793

18.2.1 原子电荷793

18.2.2 静电势795

18.2.3 键级796

18.2.4 带隙797

18.2.5 活化能798

18.2.6 其他指标799

18.2.7 小结和展望799

参考文献800

后记807