内容简介
《21世纪科学版化学专著系列：高能晶体量子化学》是作者近十年部分科研工作的总结。全书共6章。第1章简述《21世纪科学版化学专著系列：高能晶体量子化学》所用一般理论和计算化学方法，主要包括晶体结构、能带理论基础、固体量子化学方法和从头算分子动力学方法。第2～6章依次阐述了金属叠氮化物晶体、硝基类晶体、硝胺类晶体、高能富氮晶体、高氯酸铵和二硝酰胺铵及其金属盐晶体的结构和性质。比较了多系列不同类型结构类似物的晶体、分子以及能带和电子结构的异同；研究了吸收光谱、振动光谱和热力学函数及其在分解反应中的变化。还探讨了掺杂晶体的结构和性质；总结了若干晶体在不同压力和不同温度下结构和性能的递变规律。阐明了晶体能带和电子结构与感度的关系，提出了撞击感度的第一性原理带隙判据。
《21世纪科学版化学专著系列：高能晶体量子化学》可供基础化学、化学、爆炸理论、理论与计算化学以及材料物理与化学等专业的高校师生和科技工作者参考阅读。
目录
前言
第1章 理论计算方法
1.1 晶体结构
1.1.1 晶格
1.1.2 晶格对称性
1.1.3 倒格子和布里渊区
1.2 能带理论基础
1.2.1 晶体中电子态
1.2.2 能带
1.2.3 近自由电子近似
1.2.4 紧束缚近似
1.2.5 正交化平面波法和赝势法
1.2.6 原胞法和缀加平面波法
1.3 固体量子化学方法
1.3.1 晶体轨道法
1.3.2 Xα方法
1.3.3 密度泛函理论
1.4 从头算分子动力学方法
参考文献
第2章 金属叠氮化物晶体的结构和性质
2.1 碱金属叠氮化物晶体
2.1.1 计算方法
2.1.2 晶体结构和离子性质
2.1.3 电子结构
2.1.4 光学性质
2.1.5 小结
2.2 碱土金属叠氮化物晶体
2.2.1 计算方法
2.2.2 晶体性质
2.2.3 能带结构和态密度
2.2.4 有效电荷和键级
2.2.5 光学性质
2.2.6 电子结构与热稳定性的关联
2.2.7 小结
2.3 一价重金属叠氮化物晶体
2.3.1 计算方法
2.3.2 晶体性质
2.3.3 能带结构和态密度
2.3.4 有效电荷和键级
2.3.5 光学性质
2.3.6 小结
2.4 二价重金属叠氮化物晶体
2.4.1 计算方法
2.4.2 晶体性质
2.4.3 能带结构和态密度
2.4.4 有效电荷和键级
2.4.5 光学性质
2.4.6 电子结构与撞击感度间的关联
2.4.7 小结
2.5 钾掺杂叠氮化亚铜晶体
2.5.1 计算方法
2.5.2 原子结构
2.5.3 缺陷形成能
2.5.4 电子结构
2.5.5 实验结果的理论解释
2.5.6 小结
2.6 不同压力下叠氮化银晶体的结构和性质
2.6.1 计算方法
2.6.2 晶体结构
2.6.3 电子结构
2.6.4 振动性质
2.6.5 小结
2.7 高能晶体撞击感度的第一性原理带隙判据
2.7.1 撞击感度第一性原理带隙判据的建立
2.7.2 撞击感度第一性原理带隙判据的推广应用
2.7.3 小结
2.8 不同温度下叠氮化银晶体的结构和性能
2.8.1 模拟方法
2.8.2 径向分布函数
2.8.3 晶体结构变化和分解
2.8.4 电子结构
2.8.5 速度自相关函数能谱
2.8.6 小结
参考文献
第3章 硝基类晶体的结构和性质
3.1 TATB同系列晶体
3.1.1 计算方法
3.1.2 晶体结构
3.1.3 电子结构
3.1.4 热力学性质
3.1.5 电子结构与感度的关联
3.1.6 小结
3.2 硝基苯酚类似物晶体
3.2.1 计算方法
3.2.2 晶体性质
3.2.3 电子结构
3.2.4 振动性质
3.2.5 热力学性质
3.2.6 小结
3.3 TNB、TNA和TNT晶体
3.3.1 计算方法
3.3.2 晶体结构
3.3.3 电子结构
3.3.4 吸收光谱
3.3.5 小结
3.4 苦味酸及其金属盐晶体
3.4.1 计算方法
3.4.2 晶体结构
3.4.3 电子结构
3.4.4 吸收光谱
3.4.5 小结
3.5 收敛酸及其金属盐晶体
3.5.1 计算方法
3.5.2 晶体性质
3.5.3 电子结构
3.5.4 吸收光谱
3.5.5 热力学性质
3.5.6 带隙与撞击感度的关系
3.5.7 小结
3.6 三硝基间苯三酚及其钾盐晶体
3.6.1 计算方法
3.6.2 晶体结构
3.6.3 电子结构
3.6.4 吸收光谱
3.6.5 小结
3.7 不同压力下HNS晶体的结构和性质
3.7.1 计算方法
3.7.2 晶体结构
3.7.3 电子结构
3.7.4 吸收光谱
3.7.5 小结
参考文献
第4章 硝胺类晶体的结构和性质
4.1 不同晶型HMX晶体
4.1.1 计算方法
4.1.2 晶体性质
4.1.3 电子结构
4.1.4 振动性质
4.1.5 电子结构与撞击感度的关联
4.1.6 小结
4.2 不同晶型CL-20晶体
4.2.1 计算方法
4.2.2 晶体结构
4.2.3 电子结构
4.2.4 吸收光谱
4.2.5 小结
4.3 不同晶型RDX晶体
4.3.1 计算方法
4.3.
摘要与插图
第1章 理论计算方法高能晶体的理论研究，涉及较多固体理论和方法。限于篇幅，本章只简述本书所用一般理论和计算化学方法，主要包括晶体结构、能带理论基储固体量子化学方法和从头算分子动力学方法。较为系统详尽的有关原理和应用，可参见相关专著和教材［1-10］。
1.1晶体结构
处于固体状态的物质，按其所组成原子（或离子实）的空间排列的有序和无序，可分为晶体和无定形体。晶体中的原子在空间呈周期性有规律的排列。自然界中的固体绝大多数是晶体，高能化合物也多处于其晶态，因此，了解晶体结构特征具有重要意义。
1.1.1晶格
晶体要的特征是具有周期性重复的规则结构，可以看作是一个或多个原子（或离子实）以一定的方式在空间周期性重复平移的结果。晶体的结构由基元和晶格决定。基元是晶体中重复排列的具体单元，它确定了晶体中原子的种类、数量、相对取向和位置。晶格决定了基元在空间重复排列的方式，一般抽象成空间点阵，用布拉维格子（Bravaislattice）的形式来表示。基元以相同的方式，重复地放置在点阵的结点上。
布拉维格子定义为矢量R全部端点的结合。
R＝R1a1+R2a2+R3a3（1.1）式中，R1，R2，R3可取任意正负整数或零；a1，a2，a3是三个不共面的矢量，称为布拉维格子的基矢；R称为布拉维格子的格矢，其端点称为格点。布拉维格子是一个无限延展的理想点阵。它表征了晶体结构中原子周期性的规则排布，即其所具有的平移对称性。
原胞是晶体中体积的周期性重复单元。由于基矢的选取并不，所以原胞也有多种取法。但无论如何选取，原胞都有相同的体积，每个原胞平均只包含一个格点。人们通常选用维格纳-塞茨（Wigner-Seitz）原胞，简称WS原胞。以晶格中某一格点为中心，作其与近邻格点连线的垂直平分面，则这些平面所围成的以该点为中心的体积就是属于该点的WS原胞。由于它与对应的布拉维格子有相同的对称性，因此也称为对称化原胞。
对于晶体结构的表述，除了给出相应的布拉维格子外，还要确定一个原胞内基元中各原子的位置。
布拉维格子的格点可看成分布在一系列相互平行等距的直线族上。每一直线族定义一个方向，称为晶向。如沿着晶向方向的格矢为l1a1+l2a2+l3a3，则该晶向记为［l1l2l3］。
布拉维格子的格点还可看成分布在一系列相互平行等距的平面族上。如某一晶面族把基矢a1，a2和a3分成h1，h2，h3等分，那么该晶面族标记为（h1，h2，h3），h1，h2，h3称为该晶面的米勒（Miller）指数。
1.1.2晶格对称性
布拉维格子是按其对称性来分类的。对称性是指在一定的几何操作下物体保持不变的特性。布拉维格子所有对称操作的集合，称为对称群或空间群。空间群的总数共230个。若将平移操作除外，则剩余部分称为点群。由于平移对称性的限制，只能组成32个晶体学点群。
在32个点群中，由于受到布拉维格子平移对称性的限制，只有7个点群是合适的，通常称为7个晶系。按照空间群对称性来分类，一共有14个布拉维格子。
一个晶系中，可以有不止一个布拉维格子。
晶体学中，习惯用晶系基矢a，b和c构成的平行六面体作为周期性重复排列的单元，称为单胞或惯用单胞。原胞只含一个格点，是体积的周期性重复单元；单胞则不同，可含一个或数个格点，体积是原胞的一倍或几倍。布拉维格子的单胞，强调其晶系归属以及所应有的点群对称性。
单胞在空间通过平移并无限地堆砌而成晶体。单胞包括两个要素：一是晶胞的大小和型式。由a、b、c三个晶轴以及它们之间的夹角α、β、γ所确定（图1.1）。
单胞的边长称为晶格常
