NTO二聚體及混合體分子間相互作用的理論研究.pdf

1、研究高能體系中的分子間相互作用,不僅可以為炸藥的配方設(shè)計提供理論指導(dǎo),而且還能推進含能材料學(xué)科的發(fā)展.該論文應(yīng)用量子化學(xué)理論方法計算研究了NTO(3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮)二聚體和混合體系的分子間相互作用.采用HF、MP2和DFT方法在6-31G<'*>和6-311G<'**>等基組水平下,研究了NTO分子的幾何構(gòu)型、電子結(jié)構(gòu)、IR譜和熱力學(xué)性質(zhì),此外,還對NTO同分異構(gòu)體的互變機理進行了探討.在DFT-B3LYP/6-311

2、++G**水平下對(NTO)<,2>進行計算研究,求得(NTO)<,2>的六種優(yōu)化構(gòu)型,通過能量分析,六種優(yōu)化二聚體的穩(wěn)定性排序為Ⅶ>Ⅵ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ,構(gòu)型Ⅶ的結(jié)合能最大,為53.66 kJ·mol<'-1>.(NTO)<,2>均以較強氫鍵結(jié)合而成,其中構(gòu)型Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ中均存在兩個強氫鍵O…H-N(O與三唑環(huán)C<,5>相連),形成八元環(huán)結(jié)構(gòu).Ⅲ和Ⅳ中有一個強氫鍵和另一個為硝基N-O參予的弱氫鍵,形成九元環(huán)結(jié)構(gòu).(NTO)<,2>的電荷轉(zhuǎn)

3、移主要是由于一子體系中O的孤對電子向另一子體系中最臨近的N-H反鍵軌道轉(zhuǎn)移.在B3LYP/6-311++G<'**>水平上,經(jīng)基組疊加誤差和零點能校正,求得NTO與NH<,3>和NTO與H<,2>O的最大結(jié)合能為分別為37.58kJ·mol<'-l>和30.14kJ·mol<'-1>,NTO與NH3間的電荷轉(zhuǎn)移主要是由于NH<,3>中N的孤對電子向NTO的N-H反鍵軌道轉(zhuǎn)移.NTO與H<,2>O間的電荷轉(zhuǎn)移主要是由于H<,2>O中O的孤