多氮含能材料生成焓的密度泛函理论估算

发布时间：2023-04-08 21:14

　　密度泛函理论(DFT)作为研究多电子体系电子结构的量子力学高效方法之一,近年来得到了很大发展。最新的泛函在预测物质热力学性质方面上,化学精度可以和Gn方法相媲美,其所耗机时与MP2方法相近。随着研究体系逐渐增大,通常导致计算体系的误差也增大。因此,当务之急是找到一个能平衡计算精度和计算花费的理论计算方法。本文针对含能材料理论设计过程中热力学数据诸如生成焓缺乏等问题,采用密度泛函软件Gaussian09和Dmol3对气相化合物的热力学性质进行理论模拟,旨在为化学研究者提供必要的热力学数据。本文主要的研究内容以及取得的结果如下：·数值基组和Pople型基组对小分子化合物原子化能的可靠性研究。理论计算的误差大部分来源于基组和电子相关效应。数值基组因在密度泛函理论计算中快速收敛而著名。然而数值轨道的积分截断半径的选择对计算精度和效率息息相关。在本论文中,通过使用DFT方法计算小分子的原子化能来优化全域轨道截断值和数值基组等计算参数的选取。通过对7个原子总能量以及44个小分子原子化能的研究表明数值轨道截断值大于6.5A才能更达到收敛电子总能量；比较出4个基组(DN, DND, DNP, TNP)...

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摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 热力学性质的研究现状
        1.1.1 原子化能的研究现状
        1.1.2 多氮含能材料生成焓的研究现状
    1.2 生成焓的计算方法
        1.2.1 等键反应
        1.2.2 原子化反应
    1.3 选题依据及主要内容
第2章 密度泛函理论方法
    2.1 量子化学
    2.2 密度泛函理论
    2.3 基组理论
        2.3.1 Pople型基组
        2.3.2 Dmol³基组
    2.4 密度泛函软件简介
        2.4.1 Gaussian09软件包
        2.4.2 Dmol³软件包
    2.5 常用误差分析
第3章 数值基组对原子化能的估算
    3.1 Dmol³计算过程
        3.1.1 模型建立与构型优化
        3.1.2 Dmol³参数设置
        3.1.3 全域轨道截断的设置
        3.1.4 计算结果与讨论
    3.2 Gaussian09计算过程
        3.2.1 模型建立与构型优化
        3.2.2 计算方法
        3.2.3 计算结果与讨论
    3.3 不同类型基组对原子能量的影响
    3.4 本章小结
第4章 多种密度泛函预测多氮化合物生成焓
    4.1 引言
    4.2 多氮化合物数据库的建立
    4.3 计算方法
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 计算多氮化合物生成焓
        4.4.2 双杂化B2PLYP计算氮簇化合物生成焓
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果



本文编号：3786482