第1章 爆轰性能与感度：寻求二者平衡 1
1.1 难得的共存 1
1.2 预测爆轰性能 2
1.3 预测感度 4
1.4.与感度相关的一些概念 7
1.4.1 引发键 7
1.4.2 分子静电势 8
1.4.3 晶格里自由空间 12
1.5 探索炸药感度与性能平衡 13
1.5.1 分子结构N/C比值 14
1.5.2 平面分子 14
1.5.3 氨基取代物 15
1.5.4 评论 16
致谢 16
参考文献 16
第2章 含能材料储存的能量释放 25
2.1 绪论 25
2.2 常用的理论方法 31
2.2.1 锥形交叉点 32
2.3 含能材料受激分解反应机理 33
2.3.1 硝胺类分子（DMNA、RDX、HMX、CL20） 33
2.3.2 呋咱 39
2.3.3 四嗪和N-氧化四嗪含能材料分子（DAATO、ACTO和DATO） 42
2.3.4 PETN［C（CH2ONO2）4］ 44
2.3.5 咪唑：一硝基和二硝基 47
2.4 未来趋势，新体系，结论 50
致谢 51
参考文献 52
第3章 含能材料的量子化学模拟：由缺陷、形变和电子激发引发的化学反应 56
3.1 引言 56
3.2 方法 58
3.2.1 分子计算 58
3.2.2 化学动力学 58
3.2.3 周期性计算 59
3.2.4 嵌入簇计算 60
3.3 气态分子的分解：从量子化学模拟获得机理和动力学 61
3.3.1 硝酸胺类：β-HMX研究 61
3.3.2 硝酸酯：PETN研究 65
3.3.3 新型硝基芳香烃：BNFF衍生物研究 71
3.3.4 硝基分子分解的总趋势 80
3.4 电荷态和激发态：物理学新挑战 80
3.4.1 激发的、带电的DADNE分子分解机理 80
3.4.2 模拟电子和空穴极化子 83
3.5 凝聚态含能材料的化学反应：不确定性与思考 87
3.5.1 DADNE和TATB晶体中剪切应变 87
3.5.2 理想和变形的DADNE与TATB早期分解的自催化 90
3.5.3 再探热点概念 92
3.5.4 缺陷的影响：空位、空隙和表面 94
3.5.5 极性表面：表面导电性的起源 97
3.6 结论和展望 101
致谢 101
参考文献 101
第4章 分子几何的介稳定状态是增加能量储存的一种方式 114
4.1 前言 114
4.2 理论发展 116
4.3 寻求HEDM的预测理论 119
4.3.1 四面体N4 120
4.3.2 五唑阴离子（N？） 121
4.3.3 N？与N？和N？所形成的盐（N？ N？，N？N？） 124
4.3.4 其他候选物 125
4.4 未来前景 127
致谢 128
参考文献 129
第5章 量子力学为基础的含能材料多尺度建模与模拟 133
5.1 前言 133
5.2 使用量子力学方法研究含能材料 135
5.2.1 量子力学方法的从头算波函数 135
5.2.2 半经验量子方法 137
5.2.3 密度泛函理论 138
5.2.4 单粒子方程自洽解的线性标度 141
5.3 量子力学方法在尺度扩展的应用 142
5.3.1 凝聚态含能材料量子力学计算的完全求解 143
5.3.2 单组分EM的量子力学势场 145
5.3.3 复合含能材料的QM力场 147
5.3.4 基于量子力学的粗粒原子化模型用于介观层次模拟 152
5.3.5 多分辨率方法 154
5.4 其他挑战和未来发展途径 156
参考文献 157
第6章 高温高压下含能材料反应性 173
6.1 前言 173
6.2 极端条件下的化学性质模拟方法 174
6.3 HMX化学性质 180
6.4 TATB化学性质 185
6.5 结论 193
致谢 193
参考文献 193
第7章 肼和N2O4自燃点火关键步骤的从头算化学动力学研究 199
7.1 前言 199
7.2 计算方法 200
7.2.1 从头算分子轨道理论计算 200
7.2.2 速率常数计算 202
7.3 结果与讨论 203
7.3.1 N2H4和N2H3的单分子分解 203
7.3.2 N2O4和ONONO2的单分子反应 207
7.3.3 N2H4与NO2、NO3和N2O4异构体的反应 208
7.3.4 N2H3与NO2和N2O4的反应 216
7.3.5 N2H3O的单分子分解 220
7.3.6 N2H2与NO2、N2O4和OH的反应 225
7.3.7 热化学 231
7.4 结论 231
致谢 234
参考文献 235