rdx和tnt及其同系物的电子结构和性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要随着材料科学的发展，分子设计已经成为新型含能材料开发的一项重要内容。材料的结构决定材料的性能，含能材料特殊的物化性能主要取决与晶体结构和电子结构。如果在分子设计阶段就能对新型含能材料分子性能做出准确的预测，就能大大减少后期合成实验的工作量和盲目性。同时，也可以反过来指导分子设计。在微观层次上深入了解已经广泛使用的含能材料的基本结构，并将这种基本结构与其已知性质联系起来，这项工作倍受关注。材料电子结构研究，可认识其各种物理性质的本质。材料由原子组成，原子又由原子核和电子组成，原则上说，如果能够写出这个多体问题的SchriSdinger方程并求出方程的解，就可了解固

2、体的许多物理性质。但严格求解该方程过于复杂，必须采用一些近似和简化。通过绝热近似将原子核与电子的运动分开，通过Hartree．Fock方法将多电子问题简化为单电子问题。但Hartree．Fock方法没有考虑电子的关联相互作用，而密度泛函理论对此处理的更精确，且能给出电子交换一关联能泛函的具体表达形式。实际求解过程中选取一定形式的基函数组来展开单电子波函数，求解展开系数得到单电子Schr6dinger方程的解。本文利用离散变分密度泛函方法(Db-T--DVM)方法理论计算，计算和模拟RDX类和硝基苯类含能分子的电子结构和成键图像，分析得到了净电荷、共价键、波函数、态密度等分子内部信息，分析其稳定

3、性和影响因素，为优化该类含能分子的的性能提供理论参考依据。RDX分子高的几何对称性和氧的高电负性所引起的诱导极化，造成RDX分子呈现比较规律的离子净电荷正负相间的情况，在碳氮六元环中和碳氮氮氧单链上均有体现，有利于分子的稳定使其具有良好的稳定性即钝感。N．N键在影响RDX类含能分子的爆破感度和稳定性方面起主要作用，DNDC分子内N．N键的键级最小，RDX分子内最大，NPl分子次之。整个C6H3(N02)3分子上离子的净电荷都是正负相问的，而硝基苯和对二硝基苯由于对位硝基的影响各原子净电荷变化不是很明显。随着硝基数的增加，各原子净电荷绝对值也相应增大，C—C键级增大，N．O和C．N键级减小。关键

4、词：RDX，硝基苯，电子结构，成键图像，离散变分密度泛函方法武汉理工大学硕士学位论文AbstractAlongwiththedevelopmentofmaterialschemistry,themoleculardesignbecameallimportantbranchofthenewmaterials’exploitation．Thepropertiesofmaterialsdependonthestructureofmaterials．Thus，thecrystalstructureandtheelectronicstructuremainlydecidetheuniquepropert

5、iesofenergeticmaterials．Ifwec,anaccuratelyestimatethepropertiesofnewtypesofenergeticmaterialsduringtheprocessofmoleculedesign，alotofexperiment’Sworkloadandblindnessofexperimentcallbceliminated．Simultaneously,itCanalsohelpthemoleculedesigninturn．Ithasalsoarousedtheattentiontolookdeeplyintothebasicstr

6、uctureofsomewidelyusedenergeticmaterialsatmicroscopiclevelandcombinethisstructurewithitsknownnature．Wecallunderstandthenatureofvariousphysicalpropertiesofmaterialsbystudyingtheirelectronicstructures．Materialsarecomposedofnumerousatomsandeachatomhasanucleusandsomeelectrons．IfwewritetheSchr6dingerequa

7、tionofthismany—particlesystemandsolveit，wecanunderstandmanypropertiesofsolid．ButitisnotpracticaltosolvetheSchr6dingerequationofamany-particlesystemlikethisdirectlyandwemustmakesomesimplificationsandap