能源的發(fā)展推動(dòng)著時(shí)代的進(jìn)步,和我們每一個(gè)人的生活都密切相關(guān),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)含能材料的研究也越來越深入。單鍵態(tài)聚合氮是目前為止已知的能量密度最高的含能材料,而疊氮化物是高壓下合成高能量密度材料單鍵態(tài)聚合氮的理想體系,同時(shí)疊氮化物的高壓研究也蘊(yùn)含著結(jié)構(gòu)相變、離子間相互作用和鍵合變化等豐富的物理問題,因此疊氮化物的高壓研究既包含科學(xué)問題,又具有應(yīng)用背景,目前已經(jīng)成為高壓科學(xué)研究的熱點(diǎn)。疊氮化物分子中的三個(gè)氮原子以線型共振結(jié)構(gòu)氮氮雙鍵（N=N）的形式相互連接,其鍵能為418 kJ/mol。疊氮化物分為有機(jī)疊氮化物和無機(jī)疊氮化物兩類,有機(jī)疊氮化物中的疊氮基和無機(jī)疊氮化物中的疊氮根在結(jié)構(gòu)上有著很大的不同,在常溫常壓條件下,多數(shù)的疊氮根呈現(xiàn)出直線型結(jié)構(gòu)而疊氮基則多呈現(xiàn)出彎曲的結(jié)構(gòu)。根據(jù)以往的研究結(jié)果表明,疊氮化物在高壓的條件下可以使其疊氮根發(fā)生彎曲或變形轉(zhuǎn)變成Z字形或者是同苯環(huán)結(jié)構(gòu)類似的N₆分子簇,促使相鄰的疊氮根之間發(fā)生電子軌道雜化從而形成聚合氮。所以與無機(jī)疊氮化物相比,原本就具有彎曲結(jié)構(gòu)疊氮基的有機(jī)疊氮化物在相對(duì)低的壓力條件下更容易形成單鍵態(tài)的聚合氮。此外,有人... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

含能材料發(fā)展的三個(gè)階段代表物質(zhì)的化學(xué)式

透明的單鍵立方偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的聚合氮（Cg-N）[29]。在 Cg-N 中，每個(gè)氮原子通單鍵的形式與其相鄰的三個(gè)氮原子成鍵，是一種典型的共價(jià)晶體。這種聚合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在室溫下可以穩(wěn)定至 42 萬大氣壓或者在 140 K 的溫度下穩(wěn)定至5 萬大氣壓。Cg-N 在常壓下是亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)，體彈模量高達(dá) 330 GPa，具有良好力學(xué)性質(zhì)。圖 1.2 為 Cg-N 的原胞圖和拓展結(jié)構(gòu)圖。據(jù)估計(jì)，當(dāng)單鍵的立方氮變?yōu)槿I的分子氮時(shí)，釋放的能量將超過目前含能量最高的炸藥 5 倍以上，以 Cg-N 的應(yīng)用價(jià)值可想而知[31, 32]。隨后馬等人通過理論計(jì)算預(yù)測(cè)在壓力大合成 Cg-N 結(jié)構(gòu)的壓力之上穩(wěn)定存在兩個(gè)新型的氮原子相,分別是層狀結(jié)構(gòu) Pba2 相（188 GPa-320 GPa）和螺旋隧道結(jié)構(gòu) P212121相（>320 GPa），為實(shí)驗(yàn)中合成出新型原子穩(wěn)定固體氮提供了理論支撐[33]。到目前為止，在實(shí)驗(yàn)成上還沒有一種成熟有效的技術(shù)可以在較低的壓力下合成聚合氮并使之穩(wěn)定在，所以通過高壓技術(shù)合成聚合氮的研究還有待發(fā)展。

圖 1.3 疊氮根的電子結(jié)構(gòu)示意圖化物對(duì)光線、熱量、輻射和振動(dòng)都極其敏感，經(jīng)常被用作低溫下的感光材料等[44, 45]。它們獨(dú)特的結(jié)構(gòu)為研究堿鹵化學(xué)鍵和內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)提供了重要依據(jù)。因此，無論是，對(duì)無機(jī)疊氮化物的研究都具有很深遠(yuǎn)的意義。近年來壓下合成高能量密度材料的前驅(qū)物受到廣泛的關(guān)注，與氮子具有較低的鍵能因而更容易形成單鍵態(tài)聚合氮(N=N 44 kJ/mol)。根據(jù)疊氮化物受外界刺激時(shí)表現(xiàn)出來的穩(wěn)定化物分為兩類，一類是重金屬疊氮化物，例如 Cu(N3)2、們對(duì)于外界的撞擊極為敏感，很容易發(fā)生爆炸。另一類第 II A 族的堿金屬疊氮化物及堿土金屬疊氮化物，如

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3508007