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笼状化合物与三元小环分子作为含能材料的理论研究

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笼状化合物与三元小环分子作为含能材料的理论研究

作者：迟伟杰山西师范大学

学位级别：硕士

由于高能量密度化合物在军事、燃料和烟火方面的重要应用，使得它在近年来得到了广泛的关注。在过去的几十年，由于氮团簇在分解为1mol氮气的时候能放出高达50kcal/mol的能量，因此人们对其进行了大量的理论研究，研究结果显示氮团簇尽... 详细信息

由于高能量密度化合物在军事、燃料和烟火方面的重要应用，使得它在近年来得到了广泛的关注。在过去的几十年，由于氮团簇在分解为1mol氮气的时候能放出高达50kcal/mol的能量，因此人们对其进行了大量的理论研究，研究结果显示氮团簇尽管有优秀的爆炸性能，但是它在热力学上很不稳定，在实验室不容易合成。因此将他作为未来的炸药来研究是不现实的。除了纯氮化合物，一些氮杂环化合物，笼状化合物也受到了广泛的关注。这类化合物的主要特点是在燃烧或者是环破裂的时候能放出大量的热，除此以外，氮杂化合物一般具有大的分子密度、好的氧平衡与稳定性，这些都是高能量密度化合物的基本特点。对于高能量化合物，在实验室合成不但困难，而且对环境与人类也是不利的，随着计算机模拟技术的发展，它给我们提供了一个行之有效的分子设计方法，经常被用来设计新的含能化合物。分子的理论设计也被看作是合成化学中关键的一步。本文采用精确的量子化学计算方法对三类含能化合物进行了详细的理论研究。采用等键反应准确地计算了物质的生成热。基于计算的爆炸热量与分子的理论密度在结合K-J方程，初步预测了含能分子的爆炸速度与压强。通过预测分子中最弱键的解离能来粗略判断分子的稳定性，解离位置采用威伯格键级与密立根分析获得，这些结果给实验室合成化学提供大量的理论依据。 1.棱柱烷衍生物我们在DFT-B3LYP/6-311G**的水平下优化了33种棱柱烷衍生物的几何构型并计算了他们的相关性质。实验结果表明所有的衍生物均有高的正的生成热，并且生成热同取代的数目之间有着良好的线性关系，符合基团的加和原理。所有化合物最弱键的解离能均大于80KJ/mol，说明他们都具有好的热力学稳定性。对于硝基棱柱烷来说，C-NO2键为爆炸反应的引发键，而对于亚硝基棱柱烷与硝铵基棱柱烷来说，则C-C键的断裂为反应的起始步。考虑到稳定性与爆炸性能的综合要求，五硝基棱柱烷与六硝基棱柱烷最有可能成为未来的高能材料。特别是六硝基棱柱烷衍生物，其爆炸速率达到了10.15m/s，压强达到了48.61GPa。 2.立方烷衍生物我们采用密度泛函理论，在B3LYP/6-311G**的水平下优化了42种立方烷烷衍生物。实验结果显示所有的硝铵立方烷都有大的能隙差，并且都高于TATB的能隙差值。对于同分异构体，其能隙差值还被取代基的相对位置影响。生成热的值会随着取代基数目的增加而增加，但是质量燃烧焓反而会依次减小。对比与C-NHNO2的解离能数值，C-C键的断裂被预测为立方烷衍生物爆炸反应的起始步。七硝铵基立方烷与八硝铵基立方烷的爆炸性能超过了HMX达到了我们对高能量密度化合物的要求。相似的结论会在二硝铵基立方烷衍体系中得到，不同的是二硝铵基立方烷化合物具有更优秀的爆轰性能。除此以外我们还发现，除了密度与爆炸热量以后，氧平衡也是影响爆炸性能的一个重要参数。 3.三元环衍生物采用密度泛函理论，分别在B3LYP/6-311G**与MP2/6-311G**水平下系统地预测了三氮杂环丙烷衍生物的含能性质。实验结果显示所有衍生物在MP2水平下都有高的解离能，但是在B3LYP水平下只有A1的解离能大于80KJ/mol，说明电子相关能对于解离能有大的影响。我们通过K-J方程与相对冲量预测了爆炸性能，但是他们得到的结果差异很大，因此我们预测，对于只含有N、H、O元素的衍生物，其K-J方程可能是不适用的。此外，本节我们还计算了硝基环氧乙烷衍生物的性质，实验结果表明尽管他们具有很好的热力学稳定性，但是其爆炸性能并没有达到我们对于高能量密度化合物的要求。

关键词：高能量密度化合物爆炸性能生成热解离能密度泛函

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心中若无学生何来教学设计

中学语文教学参考（中旬刊） 2016年第1期 30-31页

作者：迟伟杰山东平度市第一中学

教学设计是对课堂教学的计划和预设。许多教师对学生可能出现的课堂表现不放心，怕学生课堂上犯错，所以一遍遍地重复讲解和示范，没有给学生思考和回味的空间，只是力图通过教师的替代思维来展现自身教学的完美。还有些教师上课总是喜... 详细信息

教学设计是对课堂教学的计划和预设。许多教师对学生可能出现的课堂表现不放心，怕学生课堂上犯错，所以一遍遍地重复讲解和示范，没有给学生思考和回味的空间，只是力图通过教师的替代思维来展现自身教学的完美。还有些教师上课总是喜欢让个别学习成绩好的学生回答问题，通过好学生的替代思维使教师顺利完成教学。

关键词：教学设计好学生课堂教学课堂表现回答问题学习成绩教师思维

Theoretical Calculation about the High Energy Density Molecules of Nitrate Ester Substitution Derivatives of Prismane

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Chinese Journal of Structural Chemistry 2016年第8期35卷 1306-1312页

作者：李步通迟伟杰李璐琳 School of Chemistry and Life Science Guizhou Normal College Research Institute of Transformation and Separation Guizhou Normal College

The nitrate ester substitution derivatives of prismane were studied at the B3LYP/6-311G＊＊ level. The sublimation enthalpies and heats of formation in gas phase and solid state were calculated. The detonation performances were also predicted by using the famous Kamlet-Jacbos equation. Our calculated results show that introducing nitrate ester group into prismane is helpful to enhance its detonation properties. Stabilities were evaluated through the bond dissociation energies, bond order, characteristic heights（H50） and band gap calculations. The trigger bonds in the pyrolysis process of prismane derivatives were confirmed as O–ON2 bond. The BDEs of all compounds were large, so these prismane derivatives have excellent stability consistent with the results of H50 and band gap.

关键词： prismane nitrate ester group high energy density compounds impact sensitive density functional theory

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语文导学案设计的几点思考

教育研究与评论（中学教育教学） 2010年第3期 47-50页

作者：迟伟杰山东省平度市第一中学

导学案是针对学生学习而开发的一种学习方案，目的在于帮助并促进学生自学，需要解决的重点问题是“学什么”、“怎样学”、“学到什么程度”，是师生共同参与、良好互动的载体。导学案的设计应从教学实际出发，让学习留痕迹，让课堂有... 详细信息

导学案是针对学生学习而开发的一种学习方案，目的在于帮助并促进学生自学，需要解决的重点问题是“学什么”、“怎样学”、“学到什么程度”，是师生共同参与、良好互动的载体。导学案的设计应从教学实际出发，让学习留痕迹，让课堂有悬念，让课业无负担，让学生有发展。

关键词：导学案误区设计原则

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课堂诵读:现状、涵义与策略

教育研究与评论（中学教育教学） 2010年第9期 50-54页

作者：迟伟杰山东省平度市第一中学

诵读是语文学习的一种优秀传统。语文教学作为母语教学，应该让学生学会读书，特别是诵读。从调查和现状分析中可以发现，高中语文课堂诵读还存在着认识欠缺、时间仓促、目的模糊、范围狭窄、指导乏力等问题。教师应明确诵读的含义和目... 详细信息

诵读是语文学习的一种优秀传统。语文教学作为母语教学，应该让学生学会读书，特别是诵读。从调查和现状分析中可以发现，高中语文课堂诵读还存在着认识欠缺、时间仓促、目的模糊、范围狭窄、指导乏力等问题。教师应明确诵读的含义和目标，通过营造诵读氛围、保证诵读时间、指导诵读方法等举措，让语文课堂充满琅琅的读书声，让语文学习变得高效。

关键词：诵读现状涵义策略

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试论语文教育中的研究性学习

教育研究与评论（中学教育教学） 2009年第9期 36-40页

作者：迟伟杰山东省平度市第一中学

研究性学习强调主动探究、自主学习、解决问题。其认识论基础是建构主义理论,其本质是一种激发学习兴趣、丰富学习体验、师生共同建构的活动。语文教育中实施研究性学习不仅是一种学习方式的变化,更是一种教育思想的转变。作为一种全新... 详细信息

研究性学习强调主动探究、自主学习、解决问题。其认识论基础是建构主义理论,其本质是一种激发学习兴趣、丰富学习体验、师生共同建构的活动。语文教育中实施研究性学习不仅是一种学习方式的变化,更是一种教育思想的转变。作为一种全新的学习方式,既要大胆实践:探索,也要不断总结完善。

关键词：语文教育研究性学习建构主义

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心中若无学生何来教学设计

中学语文教学参考 2016年第Z2期 30-31页

作者：迟伟杰山东平度市第一中学

教学设计是对课堂教学的计划和预设。许多教师对学生可能出现的课堂表现不放心,怕学生课堂上犯错,所以一遍遍地重复讲解和示范,没有给学生思考和回味的空间,只是力图通过教师的替代思维来展现自身教学的完美。还有些教师上课总是喜欢让... 详细信息

教学设计是对课堂教学的计划和预设。许多教师对学生可能出现的课堂表现不放心,怕学生课堂上犯错,所以一遍遍地重复讲解和示范,没有给学生思考和回味的空间,只是力图通过教师的替代思维来展现自身教学的完美。还有些教师上课总是喜欢让个别学习成绩好的学生回答问题,通过好学生的替代思维使教师顺利完成教学。这样一来,看

关键词：教学内容教学设计教学方法

多硝酸酯棱柱烷衍生物作为高能化合物的理论研究

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多硝酸酯棱柱烷衍生物作为高能化合物的理论研究

第一性原理探索应用于钙钛矿电池中的螺旋型空穴传输材料

中国化学会第29届学术年会

作者：迟伟杰李泽生北京理工大学

本文应用密度泛函理论研究了硝酸酯基取代的棱柱烷衍生物的爆轰性能和稳定性。通过设计等键反应计算了棱柱烷衍生物的气态生成热和固态生成热,结果表明所有的化合物都有高的生成热值,并且随着取代基数目的增加,生成热数值成线性减小。通... 详细信息

本文应用密度泛函理论研究了硝酸酯基取代的棱柱烷衍生物的爆轰性能和稳定性。通过设计等键反应计算了棱柱烷衍生物的气态生成热和固态生成热,结果表明所有的化合物都有高的生成热值,并且随着取代基数目的增加,生成热数值成线性减小。通过K-J方程计算了11种衍生物的爆炸性能,我们发现四取代的化合物有最优的爆炸压强（40.05GPa）和爆炸速度（9.28km/s）,并且大多数的衍生物都具有优秀的爆炸指数。通过计算解离能,键级,特征落高和能隙预测了化合物的稳定,计算结果表明,硝酸酯棱柱烷衍生物爆炸反应的引发键为O-ON2键,并且所有的衍生物都有良好的热力学稳定性和动力学稳定性,本文希望能为将来新的高能材料的理论计算提供一些基本的构效关系。

关键词：棱柱烷硝酸酯高能量密度化合物撞击感度密度泛函

来源： cnki会议评论

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