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新型高氮含能化合物中含有大量的高能化学键,如-N=N--N-N-、-C-N-和-C=N-键,使其具有较高的生成焓、化学潜能及密度；由于化合物中氮、氧原子的电负性较高,均能形成类苯结构的大月键,具有高钝感、热稳定性；相比黑索金(RDX)、奥克托今(HMX),化合物的燃烧产物多为N2,因此新型高氮含能化合物将朝着安全、高能、钝感、环境友好方向发展。本文制备出4-氨基-1,2,4-三唑-5-酮(ATO)、4,4‘-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮(ZTO)及偶氮三唑酮的八种衍生物([K(ZTO) H2O]co、ZTO(phen)H2O、Zn(ZTO)(phen)36H2O、 Cu(ZTO)(phen)36H2O、Cu(ZTO)2、Zn(ZTO)2、Co(ZTO)(phen)36H2O, Co(ZTO)2),并培养出三种目标产物的单晶结构([K(ZTO)H2O]co、ZTO(phen)H2O Zn(ZTO)(phen)36H2O)采用X-单晶衍射仪测定晶体结构,并用SHELXL-97软件精修晶体结构。在非等温条件下,采用TG/DTG、DSC热分析技术研究以上八种高氮含能化合物的热行为。基于Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、微分方程法和一般积分方程法计算Cu(ZTO)2、Zn(ZTO)2、Co(ZTO)(phen)36H2O和Co(ZTO)2化合物的热分解非等温反应过程的动力学参数和动力学机理函数。通过量子化学方法以[K(ZTO)H2O]∞、ZTO(phen)H2O和GZTO H20晶体结构为初始构型,进行几何构型、自然原子电荷、自然键轨道、紫外可见光谱、分子轨道及分子静电势研究。以4,4’-偶氮-1H-1,2,4-三唑-5-酮(ZTO)为母体,硝基、氨基、硝氨基为取代基通过量子化学理论构建十一种偶氮三唑酮衍生物,优化几何构型并对其自然键轨道、自然原子电荷、分子静电势及前线轨道能级进行研究,从而对偶氮三唑系列高氮含能材料的分子设计提供理论指导。