凝聚态硝基甲烷分解机理的密度泛函研究

【摘要】：用密度泛函理论在B3LYP/6-311++G(2d,2P)计算水平上对最低单态和最低三态的硝基甲烷分子进行了分子动力学计算分析,发现:基态硝基甲烷分子沿C-N键分解生成硝基和甲基反应通道上不存在过渡态,只能是在能量足够高的时候造成C-N键的断裂,键离解能为53.4kcal/mol;硝基甲烷分子在最低三态沿C-N键分解生成硝基和甲基的反应通道上,有一个活化能为87.8kcal/mol的能垒.计算得到硝基甲烷分子从基态到最低三态分解反应发生所需要的总能量为144.58kcal/mol.这个数值与硝基甲烷材料的电子碰撞实验在193nm处有强吸收峰的结论相符合.依据多声子迁移理论,结合硝基甲烷分子在最低三态动力学分解的可能性,可以认为在相同条件下,硝基甲烷材料在撞击条件下,分子沿CN键分裂生成硝基和甲基的反应在最低三态分子分解的可能性较大.文章用量化计算从分子构型、频率分析和势能面扫描方面对分析结论进行了加强和确定,并且,依据多声子迁移理论对硝基甲烷分子基态键离解过程、基态到三态激发过程和最低三态活化过程中的声子迁移进行了初步分析. 【作者单位】： 河西学院物理系;四川大学原子与分子物理研究所;四川师范大学物理与电子工程学院;
【关键词】： 硝基甲烷(NM) 振动频率 基态 三重态 多声子迁移模型
【基金】：河西学院2009年度校长基金 国家自然科学基金(41171175)
【分类号】：O641.12
【正文快照】： 1引言含能材料的撞击起爆过程是一个理解起来非常困难的过程,这个复杂过程不但包含了晶体材料在极短时间内的相变,而且包含了多原子分子裂解成分子碎片甚至单质的分解反应过程.在这个动力学过程中,材料分子裂解开始的第一步基元反应被看作是一个非常重要的步骤[1].因此,其分子

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