《量子炸药化学及其拓展》是一部跨度40余年作者30多位的历史性群体性学术专著。《量子炸药化学及其拓展》分三篇，共26章。**篇共8章，多为2004年之前用量子化学(QC)方法，研究炸药合成机理、水解机理、热解机理和撞击感度判别，生成热计算，振动光谱解析，含能金属配合物和发射药的结构-性能关系，以及高能体系中的分子间作用，还有力学性能的分子动力学(MD)模拟。第二篇共11章，基本上是2004年至今的研究工作总结。第9章至第13章，概述高能量密度化合物(HEDC)的结构、性能、设计和应用，包括HEDC能量和稳定性结合的QC定量标准，有机笼状类、氮杂环类、高氮类和芳香族类的HEDC分子设计；第14章至第17章，概述高能量密度材料(HEDM)的结构、性能、设计和应用，含高能复合体系四大性能(相容性、**性、力学性能和爆燃性)表征、HEDM、固体推进剂、推进剂/衬层配方设计，以及共晶炸药的实验和理论研究。第18章是**条件下典型炸药分解机理从头算MD研究。第19章是国际领先水平成果报奖和思考。第三篇共7章，用QC、MM、MD和QSAR等理论方法，计算研究小分子激发态、功能染料、黏土和沸石、叠氮类

目录 代序一 唐敖庆为《硝基化合物的分子轨道理论》专著作序 代序二 陈凯先**“高能量密度材料设计方法与应用”成果申报国防科技进步特等奖 代序三 肖鹤鸣应邀为《含能材料》期刊“观点”栏目撰稿 前言 **篇 高能化合物的合成、结构和性能 1 硝胺和硝基炸药的合成 3 1.1 Mannich反应机理 3 1.1.1 Ge和Ae值静态判据 3 1.1.2 亚胺盐与呋喃的动态反应机理 16 1.2 硝化反应机理 22 1.2.1 甲苯三段硝化前线轨道理论 22 1.2.2 芳烃亲电取代气相和液相动态研究 28 2 水解反应机�� 44 2.1 硝酸酯水解反应机理 44 2.1.1 硝酸酯MM力场参数的确定和应用 44 2.1.2 硝酸甲酯水解和溶剂效应的QM+MM研究 52 2.1.3 硝酸甲酯与不同亲核试剂的SN2反应 59 2.2 硝胺水解反应机理 64 2.2.1 环脲硝胺HEDC的水解安定性 64 2.2.2 伯硝胺酸催化分解动力学 70 3 热解机理和撞击感度 77 3.1 热解反应机理 77 3.1.1 苯酚硝基衍生物 77 3.1.2 四唑衍生物及其金属盐 87 3.2 撞击感度理论判据 94 3.2.1 *小键级原理和*易跃迁原理 94 3.2.2 热解引发反应活化能判据 110 3.2.3 **性原理带隙判据 125 3.2.4 撞击感度QC判据综述 134 3.2.5 从爆轰性能求静电感度 144 4 热力学性质和光谱波谱解析 153 4.1 生成热理论计算 153 4.1.1 四唑衍生物的生成热 153 4.1.2 多硝基立方烷的生成热 160 4.2 振动光谱解析：甲硝胺的谐振光谱 167 5 含能金属配合物/炸药的实验-理论 177 5.1 NTO镉配合物的合成、晶体结构和QC 177 5.2 TNPDU的非等温热解动力学和QC 188 6力学性能MD模拟 198 6.1 TATB/氟聚物PBX 198 6.2 HMX及其为基PBX 206 7 发射药的结构和性能 214 7.1 纤维素和硝化纤维素的QC计算 214 7.2 单基药和双基药的MD模拟 221 8 高能体系中的分子间作用 229 8.1 气相和晶体中分子间作用 229 8.1.1 含—CNO2和—NH2体系 229 8.1.2 TATB及其吸附水体系 235 8.1.3 FOX-7和NTO 249 8.1.41 H-ANTA 269 8.2 复合体中分子间作用：PBX的QC研究 277 8.3 分子间作用**分割 284 8.3.1 渐近修正SAPT(DFT)新方法 284 8.3.2 环丙氮烷多聚体的分子间作用和氢键研究 299 第二篇 高能量密度材料设计方法与应用 9 HEDC能量和稳定性结合的QC标准 313 9.1 晶体密度的QC预测方法 313 9.1.1 八硝基立方烷的结构与性能 313 9.1.2 硝胺类化合物晶体密度的QC预测 325 9.2 爆速、爆压和比冲的QC计算方法 335 9.2.1 多硝基金刚烷的结构-性能关系 335 9.2.2 从DPO衍生物中寻求固体推进剂用HEDC 343 10 有机笼状类HEDC分子设计晶体结构-性能关系 354 10.1 多硝基六氮杂金刚烷的分子设计 354 10.2 CL-20四种晶体和静压力对ε-CL-20晶体的影响 360 10.3 双高五棱柱烷多取代衍生物 369 10.3.1 PNBPPs的分子设计 369 10.3.2 多取代基BPPs的分子设计 378 11 氮杂环类HEDC分子设计晶体结构-性能关系 387 11.1 螺环硝胺类的结构-性能研究 387 11.2 双环-HMX晶体结构和性能 399 12 高氮类HEDC分子设计 412 12.11，2，4，5-四嗪类HEDC的分子设计 412 12.2 钝感高能炸药设计的新理念 422 13 芳香族等类HEDC分子设计 433 13.1 甲苯类硝基衍生物的结构和性能 433 13.2 HNS多取代基衍生物的结构和性能 442 13.3 HNAB多取代基衍生物的结构和性能 452 14 高能复合体系四大性能理论研究 463 14.1 物理相容性理论判据 463 14.2 **性理论判据 471 14.2.1 不同配比和温度的AP/HMX混合物 471 14.2.2 以改进新力场模拟AP/HMX混合物 477 14.2.3 RDX基PBX模型、结构、性能与感度的关系 485 14.3 力学性能MD预测 494 14.3.1 PBX初始模型力学性能与温度和浓度的关系 494 14.3.2ε-CL-20晶体及以其为基的PBX的力学性能 500 14.3.3 TNAD基PBX的力学性能 506 14.4 爆燃性理论计算 515 14.4.1 HMX基四组分体系的结构与性能 515 14.4.2 双环-HMX基PBX的爆炸性 524 14.4.3 脂肪族硝酸酯爆燃性预测 533 15 HEDM配方设计：ε-CL-20基PBX 544 16 高能固体推进剂和推进剂/衬层的配方设计 553 16.1 高能固体推进剂性能和配方设计专家系统 553 16.2 高能固体推进剂/衬层的配方设计 554 17 高能**共晶炸药的实验和理论：ε-CL-20/HMX共晶 562 18 **条件下炸药分解机理AIMD模拟 571 18.1 冲击加载下三类炸药的引发分解机理 571 18.2 高温下 3，6-二叠氮基-1，2，4，5-四嗪晶体的分解机理 578 18.3 高温耦合高压下HMX晶体的分解机理 588 19 国际领先水平成果报奖和思考 598 19.1 项目和原创点简介 598 19.2 鉴定、**和提名 599 19.3 评奖和思考存疑 603 第三篇 量子炸药化学拓展补遗 20 小分子激发态高精度计算 607 21 黏土和有机共轭体系的MM研究 620 22 乙烯分子在沸石中传输行为的MD模拟 629 23 系列功能染料结构-性能QC研究 641 24 卤素与卤素、卤素与卤化氢反应机理及应用 648 24.1 F2+Cl2→2ClF反应机理 648 24.2 Cl2+2HBr=2HCl+Br2反应机理及其应用 649 24.3 其他卤素与卤素、卤素与卤化氢的反应机理 649 25 叠氮类分子簇化合物结构-性能关系 666 26 硝基芳烃结构-毒性关系和致毒机理 675 26.1 硝基芳烃对圆腹雅罗鱼毒性的DFT研究 675 26.2 硝基芳烃对斜生栅藻毒性的QSAR研究 675 结语 690 附录 肖鹤鸣主要业绩 附录1 教学和科研任务 693 附录2 期刊学术论文目录 695 附录3 教材和专著目录 716 附录4 教研成果奖 717 附录5 荣誉称号和社会兼职 718