本书展示近年来量子化学新理论新方法在含能材料中的应用。内容包括含能材料能量释放过程，高能与钝感，含能材料在缺陷、形变、受激、自燃及高温高压条件下的反应性，亚稳态与能量储存等。书中各专题均由国际含能材料领域一流专家撰写，既包含量子化学新方法的应用，又涉及含能材料难点问题的理论突破，本书学术思想新颖，学术水平处于国际前沿。对含能材料的设计、合成、生产、储存和应用均具有重要的指导作用。本书融合量子化学与含
能材料于一体，不仅对含能材料领域的科技工作者具有重要参考价值，对化学化工及材料学专业的本科生和研究生，以及从事相关专业的科研人员亦有裨益。
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译者序0
原书前言0
第1章 爆轰性能与感度：寻求二者平衡11.1 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71.4.1 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131.5.1 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252.1 绪论25
2.2 常用的理论方法312.2.1 锥形交叉点32
2.3 含能材料受激分解反应机理332.3.1 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563.1 引言56
3.2 方法583.2.1 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613.3.1 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803.4.1 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873.5.1 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1144.1 前言114
4.2 理论发展116
4.3 寻求HEDM的预测理论1194.3.1 四面体N4120
4.3.2 五唑阴离子（N-5）121
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1335.1 前言133
5.2 使用量子力学方法研究含能材料1355.2.1 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1425.3.1 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1736.1 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1997.1 前言199
7.2 计算方法2007.2.1 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2037.3.1 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
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