含能材料分子nlt8gthlt8gt的结构与性质的理论研究

《含能材料分子nlt8gthlt8gt的结构与性质的理论研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、含能材料分子NSH8的结构与性质的理论研究含能材料分子N8H8的结构与性质的理论研究材料学专业研究生：孙丽指导教9币：李来才教授摘要：本文用量子化学计算程序Gaussian98，对含能材料分子N8H8的结构与性质进行了理论研究，主要研究内容如下：1．N8H8链状异构体的结构及互变异构的理论研究：2．N8H8环状异构体的结构与稳定性的理论研究：3．N8H8链状与环状之间异构化的理论研究：4．N月(CH)s嘶Hs(n=0～7)的结构与性质的理论研究采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6．31l十+G(如)基组上找

2、到了含能材料分子NsHs和N疗(CH)8叫H8(n=0-7)可能异构体，并研究了N8H8链状与环状之间异构化的情况。用振动分析对其结果的真实性进行了验证，并进行了零点能校正。通过对能量的计算，比较了它们的相对稳定性，采用AIM2000程序包计算了相应的键鞍点电荷密度，同时对部分成键情况进行了NBO(NaturcBondOrbital)分析，为了得到更精确的能量信息，采用了G3MP2方法计算能量和各异构体在298K时的生成热△F(298K)，最后在B3LYP／6．311++G(也p)水平下估算了NsH8和N疗(CH)8叫

3、H8(n=0～7)的摩尔体积及密度。目前氮氢化合物的实验研究由于受到条件的限制研究效少，理论方面的研究也主要集中在环状构型的分析。本文主要是对N8H8和N．(CH)s州H8(咒=O～7)各链状与环状异构体的几何构型、稳定性、生成热、密度，以及部分异构体之间的互变异构过程的讨论。通过研究，我们找到了30种N8H8链状异构体，74种N8H8环状异构体，34种N刀(CH)s叫Hs(n=0-7)链状异构体及32种N。(CH)8叫H8(n=0-7)环状异构体。研究结果表明：AIM计算的氮氮键、氮碳键的键鞍点电荷密度分析发现，同四

4、川师范大学硕士学位论文一分子内电荷密度与键长成反比关系，即键鞍点的电荷密度越小，相互作用越弱，则键长越长；N8H8链状异构体中具有明显N=N双键特征的构型有利于化合物稳定性的提高，而且从N8H8链状异构体间可能存在的互变异构发现，其反应能垒均较高，异构化较难发生，有各自存在的可能；比较74种NsH8环状异构体的稳定性顺序为：六元环>七元环>八元环，五元环>三元环>四元环，其中六元环是这些N8H8环状异构体中最稳定的环，最不稳定的是四元环。并且环状结构的异构体能量通常都比链状异构体高，生成热及密度也大，说明环状异构体更具

5、有含能材料的潜力；。大部分环状异构体开环后，其过渡态分别有两个或者三个开环位置，也即是说开环后生成的构型并非所设想的每个N原子上都连接一个H原子的直链八氮烷构型，而是生成两个或者三个不同的物质，这与我们在链状异构体中并未找到此稳定构型是一致的。而且六元环与链状的转化活化能较高，则它们之间的异构化难度较大；四元环与链状的转化活化能较低，则它们之间的异构化较容易；为了研究分子中的含氮量对N8H8分子性质的影响，用等电子体CH基团逐个取代N8H8分子骨架中N原子。我们发现，随着等电子体CH基团取代N8H8中氮原子的个数的增加

6、，即N。(CH)8吨H8伽=0~7)系列分子中氮原子个数逐渐减少，分子的总能量将逐渐升高，稳定性减弱，生成热也逐渐减小。而且N。(CH)8．nH8(n=0～7)含氮量相同的异构体中，环状结构的异构体能量通常都比链状异构体高，生成热及密度也大。关键词：含能材料氮氢化合物生成热互变异构G3MP2方法Il含能材料分子N8H8的结构与性质的理论研究TheoreticalstudyOilthestructuresandpropertiesoftheisomersofN8H8Major-MaterialogyGraduateStu

7、dent：SunLiAdviser：ProfessorLiLai．caiAbstract：111estabilitiesandpropertiesonenergeticmaterialNsHshavebeenstudiedbyGaussisn98program．Thecontentswhicharestudiedinthisthesisaleasfollows：1．TheoreticalstudyonthestructuresandstabilitiesofthechainisomersofNsHs2．Theoreti

8、calstudyonthestructuresandstabilitiesoftheringisomersofNsHs3．Theoreticalstudyonthetautomerismsbetweenthechainandringiso—mersofNsHs4．Theoreticalstudyonthestructuresand