本书是作者近十年基于量子化学计算对高能化合物进行设计科研工作的总结。全书分三篇共18章。第一篇简介一般理论计算方法和高能化合物性能预测方法。第二篇和第三篇分别对多氮分子和离子化合物以及其他类型化合物进行分子设计。在多系列数千种化合物的分子、电子结构与物理、化学和爆炸性能关系系统研究的基础上，按能量与稳定性相结合的定量标准进行比较和筛选，从中共预示和推荐出数百种高能量密度化合物（HEDC）候选物供合成工作者参考。首次细致研究多氮离子盐的结构和性能，展示多种取代基、桥连基和氮杂环等多种组合形成多类衍生物的作用和功能；增添燃烧性能从炸药向火药拓展应用；揭示和综述安全性（感度）判据，使本书呈现丰富多彩的特色和创新性。
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目录
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前言
第一篇 理论计算方法
第1章 —般理论方法简介 3
1.1 Hartree-Fock方法 3
1.2 密度泛函舰 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
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 25
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 碳桥连双亚氨四衍生物 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 氮桥连双亚氨四衍生物 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HEDC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舰方法预测 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 252
7.2 1,3-二硝基氮杂丁烷衍生物 262
7.2.1 生成热 253
7.2.2 电子结构 255
7.2.3 爆轰性能 257
7.2.4 热稳定性 259
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 275
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倾生物 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 多硝基和多硝酸醋基金刚烷衍生物 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 六柱柱的六氮对称杂化 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-硝基亚氨翻唑衍生物离子盐 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
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 脂肪族肖酸酯 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 苯鼢和甲苯类硝基衍生物 601
13.1 苯酸硝基衍生物 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及其一N02、一NH2和一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的一CN、一NC、一NNO2和一0NO2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的一N3、一ONO2和一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 双高五棱柱烷一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 双高五棱柱烷一CN、一NC和一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
京公网安备 11010102004214号