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均四嗪类高氮杂环化合物具有较高的正生成焓(EOF)、热稳定性好、感度低,且分子中的高氮、低碳氢含量使得化合物具有较高的密度并易达到氧平衡,基本符合高能钝感火炸药的特征要求。高能化合物的实验研究耗资大,周期长,危险性大,效率低,且存在很多不可预见的影响因素。因此,从理论上研究四嗪类化合物结构与性能的关系具有重要意义。本文运用Gaussian09程序,在DFT-wB97/6-31+G**水平下系统研究了含能基团取代1,2,4,5-四嗪衍生物(23种),四唑类1,2,4,5-四嗪衍生物(30种),呋咱类1,2,4,5-四嗪衍生物(30种)和稠环类1,2,4,5-四嗪衍生物(14种)四类均四嗪衍生物。对其几何结构进行全优化,经振动分析表明优化构型为势能面上极小点,无虚频；得到的热力学数据采用原子化方案预测了目标化合物的生成焓,运用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法计算了其体积,并在此基础上运用Kamlet-Jacobs方程估算了衍生物的爆轰性能；通过分析自然键轨道(NBO)获得Wiberg键级,根据最小键级原理,找出标题化合物可能的热引发键,计算较弱键的键离解能,研究标题化合物的热稳定性；基于统计热力学,求得部分标题化合物在200-800K温度(乃范围内的热力学性质变化；考察了同系列标题化合物中N原子数对生成焓及爆轰性能的影响,探讨了结构与性能之间的关系。对均四嗪衍生物结构与性能的理论研究结果表明：(1)除了-NH2和-CN,其它基团-N2H、-NO2、-NHNH2、-N3和-N=N-均有利于提高均四嗪衍生物的EOF和爆轰性能；(2)与四嗪环直接连接的四唑环和呋咱环有助于提高四嗪衍生物的EOF及爆轰性能,且通过-N=N-间接连接或在四唑环和呋咱环上引入-NO2和-N=N-NO2进一步显著增加四嗪衍生物的EOF及爆轰性能；(3)稠环类1,2,4,5-四嗪衍生物中NN键个数及N原子数均有利于提高四嗪衍生物的EOF和爆轰性能；(4)随温度T升高,所有衍生物的热容Cp、熵Sm,及焓Hm逐渐增大。通过与传统炸药RDX及HMX比较筛选出10种性能较为优良的均四嗪衍生物作为高能量密度材料(HEDM)候选物,为HEDM的分子设计奠定理论基础,并提供有效的数据。