Квантово-химическое исследование некоторых высокоэнергетических азоло-бис(тетразоло)азинов
Статья в выпуске: 2 т.15, 2026 года.
Бесплатный доступ
Высокоэнергетические соединения широко применяются в различных областях промышленности и техники, что обусловливает актуальность разработки новых веществ этого типа и исследования их свойств. В работе представлено квантово-химическое исследование шести высокоэнергетических тетрациклов на основе бис(тетразоло)азинов, аннелированных незамещенными азолами. Цель исследования — определение ключевой энергетической характеристики этих соединений, энтальпии образования в газообразном состоянии, и анализ ее зависимости от молекулярной структуры. Расчеты выполнены в программном комплексе Gaussian 09 методами теории функционала плотности B3LYP/6-311+G(2d,p) и B3LYP/cc-pVTZ, комбинированным методом G4MP2, а также с использованием реализации G4MP2 в программном комплексе NWChem. Энтальпии образования определяли на основе реакций атомизации и изодесмических реакций. Показано, что энтальпия образования в целом возрастает при увеличении содержания азота и числа эндотермических связей в аннелированном азольном фрагменте; максимальное значение получено для трис(тетразоло)-s-триазина. Результаты реализации G4MP2 в NWChem хорошо согласуются с расчетами Gaussian 09, а использование нескольких вычислительных узлов позволяет уменьшить время выполнения задач. Рассчитаны и проанализированы ИК-спектры исследуемых соединений, установлено соответствие характеристических полос поглощения структурным фрагментам молекул. Квантово-химические расчеты выполнены с использованием суперкомпьютера "Ломоносов-2".
Короткий адрес: https://sciup.org/147254950
IDS: 147254950 | УДК: 544.18, 544.16, 544.332.2.03, 544.174.3 | DOI: 10.14529/cmse260204
Quantum-chemical Study of Some High-energy Azolo-bis(tetrazolo)azines
High-energy compounds are widely used in various branches of industry and technology, which makes the development of new substances of this type and the study of their properties a relevant task. This work presents a quantum-chemical investigation of six high-energy tetracyclic compounds based on bis(tetrazolo)azines annelated with unsubstituted azoles. The aim of the study is to determine their key energetic characteristic, the gas-phase enthalpy of formation, and to analyze its dependence on molecular structure. Calculations were performed with Gaussian 09 using the B3LYP/6-311+G(2d,p) and B3LYP/cc-pVTZ density functional theory methods and the composite G4MP2 method, as well as with a G4MP2 implementation in the NWChem software package. Enthalpies of formation were determined using atomization and isodesmic reactions. The enthalpy of formation generally increases with the nitrogen content and the number of endothermic bonds in the annelated azole fragment; the highest value was obtained for tris(tetrazolo)-s-triazine. The NWChem G4MP2 implementation gives results in good agreement with Gaussian 09 calculations, while the use of several compute nodes reduces task execution time. Infrared spectra of the studied compounds were calculated and analyzed, and characteristic absorption bands were assigned to molecular structural fragments. Quantum-chemical calculations were performed using the "Lomonosov-2" supercomputer.
