FOF-18结构与性能的量子化学研究

用B3LYP法,在6-31G基组水平上优化了FOF-18的几何构型,得其稳定的几何构型;在振动分析的基础上求得体系的振动频率、IR谱;采用Monte-Carlo方法预估了密度;设计等键等电子反应计算了生成焓;运用Kamlet公式预测爆速、爆压和爆热;将计算性能与CL-20的性能作比较。结果表明,FOF-18整个分子呈N字形,且存在7个强吸收峰,密度2.06g/cm3、生成焓501.03kJ/mol、爆速9411.82m/s、爆压42440.76MPa、爆热6637.46kJ/kg,该化合物的性能与CL-20接近。     

1H-1,2,4-三唑衍生物爆轰性能的理论计算

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平下对1H-1,2,4-三唑衍生物进行几何构型全优化,设计了合适的等键反应计算1H-1,2,4-三唑衍生物的生成焓。基于0.001e·bohr-3等电子密度面所包围的体积空间求得分子平均摩尔体积(V)和理论密度(ρ),运用Kamlet-Jacobs方程估算1H-1,2,4-三唑衍生物的爆速(D)和爆压(p),结果表明,1H-1,2,4-三唑发生N-取代或引入-N3基团都能显著提高衍生物的生成焓,-NF2或-ONO2基团能够增强衍生物的爆轰性能。通过计算弱键的化学解离能(BDE),得出部分1H-1,2,4三唑衍生物具有较好的热稳定性。     

高能量密度化合物TNBIW性能的理论计算

设计了一种新型高能量密度化合物2,6,8,12-四硝基-4,10-二(硝基氧化偶氮基)-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷(TNBIW)。采用B3LYP法在6-31G**基组水平上对其结构进行了优化,得到其稳定的几何构型,在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR谱。采用Monte-Carlo法、Politzer推导的公式、Kamlet-Jacobs公式和VLW方程估算了密度、生成焓及爆轰性能。利用逆合成分析法设计了合成路线。结果表明,TNBIW笼形环与CL-20笼形环结构相似,但由于笼形结构更加扭曲,其结构稳定性较CL-20有所降低;键离解能(BDE)为124.71kJ/mol,稳定性良好;预估密度2.025g/cm3,爆轰性能优于HMX,与CL-20相当,是一种爆炸性能良好的潜在含能化合物。     

酚酞的颜色和结构

研究酚酞在酸碱不同的溶液中的颜色和结构的关系。采用量子化学密度泛函B3LYP方法计算得到不同溶液中酚酞的几何构型,并得到前线分子轨道能量,从而知道该结构的颜色。结果表明,在强酸性溶液中呈橙红色,在弱酸及中性溶液中为无色,在弱碱性溶液中呈红色,在强碱性溶液中为无色。     

用密度泛函理论研究多硝基吡嗪氮氧化物的结构和爆轰性能

在DFT-B3LYP(B3P86)/6-31+G**水平上优化了多硝基吡嗪氮氧化物的几何构型。用线性方程式H50=-23.16597+(73.60873×BDE/E)×104,计算了14种炸药的撞击感度,通过设计等键反应,计算了气相生成焓。用Monte-Carlo方法理论估算了标题化合物的密度,用Kamlet-Jacobs经验公式预测了爆速、爆压。结果表明,多硝基吡嗪环具有芳香性,所设计的系列硝基吡嗪类化合物的爆速在7.38～9.77km/s之间,是具有潜力的含能材料的候选物。     

甲基偶氮四唑热稳定性和热分解机理的量子化学研究

采用量子化学方法全优化计算了1—甲基—5—偶氮四唑(1—MAT)和2—甲基—5—偶氮四唑(2—MAT)热分解反应位能曲线，探讨了热稳定性和分解机理。热分解活化能计算值分别为245．9，183．2k／mo1，静态分子结构和动态分解性质都显示出1—MAT比2—MAT有更好的热稳定性。裂解优先以开环方式发生。     

量子化学方法研究缓蚀剂结构与耐蚀性的关系

本文概述了缓蚀剂研究中使用的量子化学计算方法,讨论了酸性介质中缓蚀剂分子的结构参数,如HOMO能量、LUMO能量、电荷分布和自由价与缓蚀剂效率间的关系.对于缓蚀剂量子化学研究中的一些问题,提出了看法.     

BTA及其羧基烷基酯衍生物缓蚀性能的量子化学研究

引言 缓蚀剂的缓蚀效率与其结构有着密切的关系。采用量子化学（QC）计算方法可以得到表征缓蚀剂分子结构的参数，使得从微观层次上探讨其缓蚀作用机理成为可能，并进而为新型缓蚀剂的设计与合成提供有力的理论指导。上世纪七十年代，Vosta和Eliasek首先尝试用量子化学方法研究缓蚀剂性能与量化参数的相关性，随后腐蚀科学工作者进行了大量、深入的研究工作。量化计算已经成为研究缓蚀剂作用机理的有效方法。     

分子对称性对含能分子性能的影响规律

为了研究分子结构对称方式对含能化合物性能的影响,分别以平面结构分子乙烯、苯、萘、吡嗪并[2,3-b]吡嗪为主体骨架结构,硝基为能量修饰基团,氨基为安全修饰基团,构建两组分别具有轴对称和中心对称结构的含能化合物。采用密度泛函理论,在B3PW91/6-31G(d, p)级别下,对目标化合物进行了系统的研究计算。结果表明：轴对称结构含能化合物分子结构更稳定,能隙和键离解能均高于中心对称结构含能化合物;轴对称结构含能化合物具有更高的密度,中心对称结构含能化合物生成焓更高,两种对称方式结构目标化合物爆轰性能极为接近;最后分别在分子和晶体层面对产生该规律的原因进行了相关解释。轴对称结构含能化合物的设计策略对于开发新型高能量密度化合物具有一定的理论价值。     

量子化学计算在结构化学课程教学中的应用研究

结构化学是一门理论性较强的基础课程。文章将量子化学计算的结果引入双原子分子结构、分子对称性、分子振动光谱等内容的教学过程中,对量子化学计算在结构化学课程教学过程中的应用进行了有意义的探讨。     

《结构》与《量化》中的态迭加问题和模型问题的探讨

关于态迭加问题和模型问题可以说是在《结构化学》与《量子化学》课程中都要涉及到的,笔者经过多年的课堂教学后,觉得就态迭加问题和模型问题进行探讨,澄清其中的模糊概念(尤其初学者),是很有必要的,以供讲授《结构化学》与《量子化学》课程的教师参考和讨论借鉴。     

有机化学反应机理的量子化学研究方法

以量子化学计算软件Gaussian为例,系统介绍了有机化学反应机理的量子化学研究方法,并着重对研究流程中的结构优化、寻找过渡态、振动分析、IRC计算以及反应能级图绘制进行了详细阐释。     

量子化学中的矢外积:量子化学中的研究型教学浅谈

矢外积是量子化学基础理论中一个重要的基本概念。从泛函分析的基本理论出发探讨了矢外积的数学意义,指出外积对左矢具线性,对右矢具共轭线性,给出相关的基本结果,并在引入单位投影算符后,建立了厄米算符本征矢的完备性。     

耐热炸药LLM-105的合成及量子化学研究

以2,6-二氯吡嗪为起始原料,经甲氧基化、硝化、氨化、氧化等四步反应合成了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105),总收率为60.2%,用红外、核磁、质谱以及元素分析等进行了结构表征。通过优化合成工艺条件,确定了最佳工艺条件。利用B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组水平对LLM-105的结构进行了优化,获得了稳定的几何结构和温度与热力学性能的关系式,结果表明,LLM-105中吡嗪环上所有原子基本在同一个平面上,且热能、热容和熵在273～1 000K均随温度的升高而增加。     

粉煤灰填充PVC树脂的研究

采用ＷＡＸＤ、ＳＥＭ和力学测试等方法对不同粒度和不同含量的粉煤灰（ＰＦＡ）与聚氯乙烯（ＰＶＣ）共混物的结构形态、力学性能进行了测定。结果表明，ＰＦＡ粒度对ＰＶＣ／ＰＦＡ共混物的性能具有明显影响，当ＰＦＡ粒度尺寸达到一定程度时，再降低ＰＦＡ粒度尺寸对共混物的性能影响不大。随着ＰＶＣ／ＰＦＡ共混物中ＰＦＡ含量的增加，拉伸强度和拉伸模量增大，但伸长率降低。     

丙烯腈共聚物的热性能与膜结构研究

以丙烯腈和衣康酸为共聚单体,偶氮二异丁腈为引发剂,使用自由基溶液聚合的方法在二甲基亚砜体系中制备聚丙烯腈树脂。采用氧化改性的方法将衣康酸氨化为衣康酸铵,与丙烯腈进行共聚反应。借助DSC、SEM等测试方法研究了氨化改性对共聚物的热性能及聚合物膜结构的影响。结果表明：共聚单体可以在较低温度下以离子机理引发氰基发生低聚反应,导致梯形环化结构的形成,有效降低放热起始温度。而衣康酸铵中的氨基可作为环化反应的催化剂,促进聚丙烯腈在预氧化过程中形成均匀的环化梯形结构。且铵盐具有亲水性,使纤维内部缺陷更容易弥合。     

量子化学发展的哲学启示

通过对量子化学发展的回顾和哲学分析,指出了量子化学的发展是演绎法研究和分析化学研究相结合的成功典范,而相关理论的不足也揭示了真理的相对性。