外电场对多原子炸药分子硝基甲烷ch

外电场对多原子炸药分子硝基甲烷ch

1外电场作用下多原子空间分子质量变化影响单质硝酸甲烷是一种低碱溶性、低安全、安定性好、价格低廉、实用性强的低爆速液体炸药。硝基磺酸通常用作助燃剂、催化剂和高爆炸剂的原料，并在温度高于420k或小摩擦和碰撞环境中爆炸。作为一种重要的弱炸药，硝酸甲基丙烯酸酯的储存和运输对于储存和运输以及储存和运输过程中的稳定性研究非常重要。然而，关于炸药分子的研究主要是对分子特征、分子特征和感觉的关系的研究。目前，关于爆炸分子的外部影响的研究很少。在这项工作中，密度泛函3-4、5、6、7、8、9、10和11只报道了不同外部触发对多原子炸药分子硝酸钠ch3no2的基本结构、偶极角、原子电离作用、轨迹分布和旋转常数的影响，以及不同外部环境对多原子炸药分子硝酸钠ch3no2的结构复杂。2ch3no2分子外电场参数分析本文利用Gaussian03程序,采用不同的方法,首先对CH3NO2分子进行结构优化计算,然后按照CH3NO2分子标准坐标,选取C-N连线方向为y轴,如图1所示.在y方向加上一系列有限的外电场(0a.u.～0.003a.u.),采用密度泛涵B3LYP方法在6-31g*基组水平上对CH3NO2进行优化计算.计算采用加入有限场Gaussian03程序,在计算过程中,分子的哈密顿量中加入了-μ.F,μ为分子的偶极矩矢量,F为外电场矢量.在得到有限外电场作用下的CH3NO2分子稳定几何构型的基础上,再通过计算,分析CH3NO2分子的几何构型、偶极矩、电荷分布、轨道能级分布等与外电场强度的大小和方向的关系.3结果与讨论3.1向电场后c原子与三个h原子间的键长变化采用B3LYP/6-31g(d,p)方法,在y轴(C-N连线)方向施加不同电场(0a.u.～0.003a.u.)对CH3NO2分子进行结构优化,得到稳定分子结构.在不同外电场下,CH3NO2分子的几何结构如表1所示.从表1可以看出,在y方向加上一系列正向电场后,C原子与三个H原子之间的键长以及C-N键长几乎没有改变,N原子和两个O原子之间的键长略有增加;键角A(2,1,3)、A(2,1,4)、A(3,1,4)总体是随外场的增加而略微减小,A(6,5,7)随外场的增加减小较为明显,键角A(2,1,5)、A(4,1,5)、A(1,5,6)、A(1,5,7)随外电场的增加而显著增大.由此可以得出,对于CH3NO2分子,y方向的有限外电场对分子键长几乎没有影响,对键角影响较大,总体效果是使得分子沿着y方向变得较为扁长.在不同外电场下,CH3NO2分子的能量、偶极矩见表2.从表2可以看出,随着正向外电场的增加,CH3NO2分子的总能量逐渐减小,并且在所施加的有限外电场范围内几乎呈线性减小,其变化规律见图2所示.而偶极矩却随外电场的增加而显著增加,且几乎线性增加.其变化规律见图3所示.偶极矩μ越大,说明分子极性越强.3.2ch3no2分子c、n、h原子带负电荷密度的分布在不同外电场作用下采用B3LYP/6-31g(d,p)方法,对CH3NO2分子进行结构优化计算得到的CH3NO2分子的电荷分布,结果见表3.从表3数据可以看出,在CH3NO2分子中,C和两个O原子带负电荷,而N和三个H原子带正电荷.随着电场的逐渐增大,C和两个O原子的电负性增强,同时三个H原子周围的正电荷密度也增大.N原子周围的正电荷密度却减小.但C和两个O原子所带负电荷与N和三个H原子带正电荷总数始终大小相等,方向相反.3.3最低空轨道能量根据密度泛函B3LYP/6-31g(d,p)方法对CH3NO2分子在不同外电场作用下进行优化计算得出的基态稳定结构,可以得出不同外电场作用下的CH3NO2轨道分子能量,在表4中列出了CH3NO2分子体系最高占据轨道(HOMO)能量EH,最低空轨道(LUMO)能量EL,能隙Gap.Gap的计算公式为:每个分子轨道都有相应的能量,最高占据轨道(HOMO)能级反映了失去电子能力的强弱,HO-MO能级越高,该分子越易失去电子.而最低空轨道(LUMO)能级在数值上与分子的电子亲和势相当,LUMO能级越低,该分子越易得到电子.能隙Gap的大小反映了电子从占据轨道向空轨道发生跃迁的能力,在一定程度上代表了分子参与化学反应的能力.从表4可以看出,随外电场强度的增大,最高占据轨道和最低空轨道能级均逐渐降低,但外电场对分子最低空轨道影响较大,最低空轨道的能级比最高占据轨道的能级下降得快,导致最高占据轨道与最低轨道能隙逐渐变小,见图4.由于能隙逐渐变小,导致能级分布变密.3.4ch3no2分子转动常数随外电场的变化规律在不同外电场作用下对CH3NO2分子进行结构优化计算得到的CH3NO2分子的转动常数见表5所示.三个转动常数随外电场的变化规律如图5所示.从表5可以看出,CH3NO2分子的转动常数A随外电场的增大而逐渐增大,转动常数B和C则随外电场的增大而逐渐减小,但增大和减小的幅度均很小,图5几乎看不出此变化规律,表明外电场对CH3NO2分子转动常数的影响较小.4ch3no2分子动力学特性计算及分析表明:①外电场对CH3NO2分子结构有较大影响,沿分子轴y方向有限电场对分子键长几乎没有影响,对键角影响较大,总体效果是使得分子沿着y方向变得较为扁长;分子总能量随电场的增大而逐渐减小.②外电场对CH3NO2分子能级有较大影响,HOMO能级、LUMO能级均随电场的增大而降低;外电场对分子最低空轨道影响较大,最低空轨道的能