CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS
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二元含能富氮化合物PN3的理论研究
作者:
作者单位:

1.东北石油大学;2.哈尔滨商业大学

作者简介:

高斯萌 电话:18603691984 e-mail:gaosimeng2006@126.com黑龙江省大庆市东北石油大学化学化工学院404室 邮编:163318

通讯作者:

基金项目:

国家自然科学基金(21606042),黑龙江省自然科学基金(QC2015012),东北石油大学青年基金(2013NQ132),东北石油大学培育基金 2017PYQZL-08国家自然科学基金(21606042),黑龙江省自然科学基金(QC2015012),东北石油大学青年基金(2013NQ132),东北石油大学培育基金(2017PYQZL-08)


Theoretical Investigations on a Binary Energetic Nitrogen-rich Compound PN3
Author:
Affiliation:

1.Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China;2.Harbin University of Commerce, Harbin 150000, China

Fund Project:

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    摘要:

    为寻找高能量和动力学性能优异的潜在含能分子,采用量子化学方法在CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//M06-2X/6-31+G(d,p)水平下构建了磷原子掺杂的富氮化合物PN3的单重态与三重态势能面,共确认了13种异构体和21个与之相关联的过渡态。对比这些异构体的总能量发现,三态链状异构体3PNNN(Cs)是热力学最稳定的结构,四面体形异构体1PN3(C3v)的解离能垒为231.39 kJ·mol-1,为了进一步验证异构体的动力学稳定性,在B3LYP/6-31+G(d)水平下对3PNNN(Cs)和1PN3(C3v)结构进行了波恩-奥本海默分子动力学(BOMD)模拟,结果表明两个异构体在35 ps内均未发生解离和异构化等变化,具有较好的动力学稳定性。

    Abstract:

    To explore promising energetic molecular species with huge energy release and significant kinetic stability, the singlet and triplet potential energy surface of nitrogen-rich compound PN3 were constructed at the CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//M06-2X/6-31+G(d,p) level.The computations performed identified 13 isomers and 21 transition states. The ground state isomer was the chain-like triplet PNNN(Cs). The kinetic stability of PN3 was further evaluated by studying the dissociation, isomerization as well as the Born-Oppenheimer molecular dynamic (BOMD) simulations at the B3LYP/6-31+G(d) level. The results indicated that the chain-like triplet PNNN(Cs) and the tetrahedral-like singlet PN3(C3v) are both kinetically stable.

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高斯萌,刘映岐,康志红,等.二元含能富氮化合物PN3的理论研究[J].含能材料, 2019, 27(5):357-362. DOI:10.11943/CJEM2018124.
GAO Si-meng, LIU Ying-qi, KANG Zhi-hong, et al. Theoretical Investigations on a Binary Energetic Nitrogen-rich Compound PN3[J]. Chinese Journal of Energetic Materials, 2019, 27(5):357-362. DOI:10.11943/CJEM2018124.

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  • 收稿日期: 2018-05-10
  • 最后修改日期: 2018-11-26
  • 录用日期: 2018-07-27
  • 在线发布日期: 2018-11-08
  • 出版日期: 2019-05-25