پیش‌بینی خواص الکترونی و طیفی حد واسط‌های نایترنی تولیدشده از تجزیه حرارتی ماده منفجره سیانوریک‌تری‌آزید با استفاده از محاسبات DFT و MP2

نویسندگان

1 استادیار گروه شیمی آلی، دانشگاه دامغان، ایران.

doi
چکیده

سیانوریک­تری­آزید (C3N12) یک ماده منفجره اولیه آلی دوستدار محیط‌زیست و با سمیت کم است. تجزیه حرارتی این ترکیب باعث تولید تعدادی از حد واسط‌های نایترنی می­شود که شناسایی این ترکیبات برای کشف مولکول‌های پرانرژی بسیار واکنش­پذیر مهم است. در این مقاله از نظریه تابعی چگالی (DFT) روش B3LYP/6-311++G(2d,p) و نظریه اختلال مولر-پلست مرتبه دوم MP2/6-311++G(2d,p) برای مطالعه ساختار، پایداری و پیش­بینی خواص الکترونی و طیفی این حد واسط‌ها استفاده شد. این نتایج با داده­های تجربی گزارش‌شده در مورد برخی از این ترکیبات مقایسه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، حد واسط نایترنی 1 (C3N10) در پایدارترین حالت خود چندگانگی اسپین سه­تایی دارد؛ درحالی­که حد واسط‌های نایترنی 2 (C3N8) و 3 (C3N6) به ترتیب در حالت­های اسپینی پنج­تایی و هفت­تایی پایدارتر هستند. نمودارهای اوربیتال مولکولی و طیف­های­ زیرقرمز (IR) و رزونانس مغناطیس هسته نیتروژن-15 (15N NMR) محاسبه‌شده، اطلاعات مفیدی برای شناسایی این ترکیبات فراهم کرد. نوارهای جذبی قوی مربوط به ارتعاشات درون صفحه­ای حلقه تری­آزین در طیف­های IR حد واسط‌های 3-1 نسبت به مولکول سیانوریک­تری­آزید به سمت فرکانس­های پایین­تر جابجا شد. همچنین، نوارهای جذبی مربوط به ارتعاشات گروه آزید در طیف­ IR حد واسط نایترنی 3 به‌طور کامل محو گردید. طیف 15N NMR سیانوریک­تری­آزید چهار جابجایی­های شیمیایی متفاوت در 134، 248، 257 و ppm 271 دارد. پیک ظاهرشده در ppm 248 مربوط به اتم­های نیتروژن حلقه تری­آزین و سایر پیک­ها مربوط به اتم­های نیتروژن گروه آزید است. یک پیک جدید مربوط به اتم­ نیتروژن استخلاف­ نایترن در حوالی ppm 450 در حد واسط‌های 3-1 پدیدار گردید.