分子/离子相互作用对硝基三唑感度影响的理论研究
2014-11-22谢江波李巧玲史文静
谢江波,李巧玲,史文静
(1.中北大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030051;2.中北大学 化工与环境学院,山西 太原 030051;3.中北大学 理学院,山西 太原 030051;4.山西医科大学 第三医院,山西 太原 030053)
0 引言
近年来,炸药分子与阳离子间形成的分子-离子相互作用对炸药结构的影响受到了人们的关注[1-3].本文采用B3LYP 和MP2(full)方法在6-311++G**与6-311++G(2df,2p)水平上系统地研究了3,4-dinitropyrazole(DNP),CH3NO2的硝基与不同的阳离子之间分子-离子相互作用对感度的影响,发现分子-离子作用能使C-NO2键增强,炸药感度降低.而且,引发键离解能的变化值与分子-离子相互作用能,硝基的自然电荷,离域能E(2)及NBO 电荷转移成良好的线性关系[2-3].
本文将对Na+与硝基三唑及其甲基衍生物的硝基之间形成的分子-离子作用对C -NO2引发键离解能及硝基电荷的影响进行讨论.
1 计算细节
研究表明:耗时较少的密度泛函方法可使用于高能材料的结构优化;高基组水平上的MP2 方法得到的能量值接近实验结果[4-6].因而,本文使用DFT-B3LYP 和MP2(full)方法,在6-311++G**,6-311++G(2d,p)与aug-cc-pVTZ 基组水平上计算并进行了讨论.
所有计算借助Gaussian 03 软件包完成[7].具有1,2,3-三唑(I)与1,2,4-三唑(II)结构单元的硝基三唑单体及其相应的复合物(I -1,I -2,I -3,I-4,I-5,I-6,I-7 和II -1,II -2,II -3,II -4,II-5,II-6 和II-7,见图1)均采用DFT-B3LYP与MP2(full)方法在6-311++G**与6-311++G(2df,2p)基组完成结构优化,得到势能面最低点(NImag=0)的结构.拓扑电荷密度在MP2(full)/6-311++G**水平上用AIMPAC 软件包AIM[8]方法进行.
使用密度泛函B3LYP/6-311++G**和微扰理论MP2(full)/6-311++G**,MP2(full)/6-311++G(2d,p)和MP2(full)/aug-cc-pVTZ 方法进行了C-NO2的离解能(BDE)计算.C -NO2键的BDE 用基组重叠误差(Basis Set Superposition Error,BSSE)[9-10]进行了校正.
分子-离子相互作用(Eint.)定义为复合物与单体的能量差

Eint.需要用BSSE 和ZPE (Zero-Point Energy)进行校正.
硝基电荷QNO2按式(1)计……
