DFT与OFF相结合的RDX分子设计

作     者：赵晓平 刘建 孙杰 Zhao Xiaoping;Liu Jian;Sun Jie

作者机构：中国工程物理研究院计算机应用研究所 中国工程物理研究院化工材料研究所 

基　　金：国家自然科学基金(973-613830101) 中物院发展基金(2009A0203010) 

出 版 物：《计算机与应用化学》 (Computers and Applied Chemistry)

年 卷 期：2010年第27卷第7期

页      码：890-892页

摘      要：RDX是环三甲撑三硝胺的简称,又名黑索金,是军民领域常用的高能炸药。生成焓是炸药的基本热力学性质,是其含能高低的标志,从理论上计算分子结构并预测其生成焓对含能材料的分子设计和品优炸药的筛选具有重要意义。在众多计算方法中,DFT采用大型基组计算目标分子的全电子,结果精确,可信度高,缺点是需时长,耗费计算资源;基于半经验法的从头算法是对Hartree-Fock方程的近似求解,耗费机时少,但结果可信度低;分子力场(OFF)基于牛顿经典力学,以原子间的相互作用势函数(或称力场)来描述分子内和分子间的作用力,计算速度非常快,可计算大分子或高分子材料的物理性质,但在计算分子结构方面效果不太理想。本文用密度泛函理论(DFT)与开放力场(OFF)相结合的方法,计算高能炸药——黑索金(RDX)的分子结构和气相生成焓,在保证计算精度的同时节约了时间。在构象搜索阶段,分别采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,实现对目标分子的结构驰豫和模拟退火,在分子的几何结构优化阶段,则采用DFT GGA-BLYP法。分析优化RDX分子的键长与键角表明,RDX分子结构的计算结果与实验测定基本吻合。设计反应路径,并利用DFT GGA-BLYP计算出RDX的气相生焓为188.604 kJ/mol,与实验测定值191.444 kJ/mol接近。

主 题 词：RDX 生成焓 DFT MM MD 

学科分类：081704[081704] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 070305[070305] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4160.2010.07.008

馆 藏 号：203114871...