疊氮類分子簇結構和性質(zhì)的量子化學研究.pdf

1、該論文運用量子化學理論方法研究疊氮類分子簇的結構和性質(zhì),分兩大部分.第一部分主要研究簡單疊氮化合物多聚體的分子間相互作用.目的是開拓疊氮高能體系分子間弱相互作用的研究,并為疊氮類混合炸藥的配方設計提供信息,利于推進含能材料學科的發(fā)展.對超分子模型體系疊氮化氫多聚體[(HN<,3>)<,n>,(n=2-4)],采用密度泛函理論(DFT)B3LYP方法,在不同基組下進行計算研究.在HF/6-311++G<'**>水平上分別首次求得疊氮甲烷二

2、聚體(CH<,3>N<,3>)<,2>的五種穩(wěn)定構型以及疊氮乙烷二聚體(CH<,3>CH<,2>N<,3>)<,2>和疊氮乙烯二聚體(CH<,2>CHN<,3>)<,2>的各三種穩(wěn)定構型.超分子體系的幾何構型和電荷與單體的相差不大,表明分子間相互作用對該類體系的構型和電荷影響很小.為了進一步揭示相互作用的本質(zhì),我們還對這三種二聚體進行了自然鍵軌道分析.基于振動分析和統(tǒng)計熱力學,求得它們單體和二聚體在不同溫度下的熱力學函數(shù).第二部分研究第

3、Ⅲ主族金屬疊氮無機和有機分子簇的結構-性能關系.該類簇合物具有重要應用背景,基礎研究利于指導其設計和合成,同時拓展了成鍵和結構理論.首先用DFT-B3LYP方法,在不同的基組水平上研究了疊氮二氫鋁體系(H<,2>AlN<,3>)<,1-4>,獲得(H<,2>AlN<,3>)<,2-4>多聚體的全優(yōu)化幾何構型均為環(huán)狀構型.其次,用類似的方法研究了疊氮二氫鎵(H<,2>GaN<,3>)<,2-4>多聚體的全優(yōu)化幾何構型、電子結構、結合能、I

4、R譜以及由單體形成多聚體的熱力學性質(zhì)變化.接著對(Me<,2>MN<,3>)<,1-3>(M=Al,Ga)進行DFT-B3LYP/SDD計算研究并作比較.最后,采用B3LYP/SDD方法計算研究(Et<,2>MN<,3>)<,2-3>(M=Al,Ga)多聚體,所得的各種優(yōu)化構型均為環(huán)狀構型.總之,通過疊氮化合物多聚體和金屬疊氮類簇合物結構和性能的理論研究,分別揭示了在形成分子簇過程中,分子間相互作用的大小和化學鍵的強弱,探討相互作用本質(zhì)