最大重迭对称性分子轨道和分子几何参数计算

建立了AMl级别的最大重迭对称性分子轨道计算方案(MOSMO)。采用通常的半经验分子轨道方法AMl级别中完全相同的参数，计算了各种分子的几何参数等。所得计算结果与实验值及HF／6-31G*从头算方法计算结果相符，说明提出的计算方案是可行的。同时，由于提出的计算方案过程简单，更易推广使用到从头算方法难以解决的大分子体系和超分子体系的结构和性质研究。     

四氢萘微观结构的量子化学研究

为了研究氢化芳烃的微观结构,进一步认识和理解氢化芳烃在催化裂化过程中的反应特性。以四氢萘为模型化合物,利用基于密度泛函理论的量子化学从头计算方法,对四氢萘的几何结构和电子结构进行了系统研究,得到了四氢萘不同位置C-H键和C-C键的键长、键级、键能以及电子云密度、前线轨道分布等微观结构信息。发现四氢萘结构具有轴对称特性,苯环上的C-C键和C-H键要远比环烷环的C-C键和C-H键稳定。由于受苯环的影响,会使得其环烷环上不同位置的C-C键的键长、键级和键能均具有明显差异,也导致环烷环上不同位置C-H键的键长、键级和键能有较明显的差异,具体表现为:对C-C键而言,与苯环相连的C-C键的键长较短,键级较高,键能也明显较高,而苯环β位C-C键的键能则明显较低;对C-H键而言,与苯环β位环烷碳原子上的C-H键相比,苯环α位环烷碳原子上的C-H键的键能明显较低。电子云分布计算结果能够较好地给出的这些C-C键和C-H键结构特征差异的原因。前线轨道计算结果表明,在催化裂化过程中,苯环α位环烷碳原子上的C-H键和β位C-C键较易受到催化剂酸性中心的进攻,是酸催化反应的位点。这些计算结果对于认识与理解氢化芳烃的反应特性具有一定的基础性理论意义。     

2-甲基戊烷分子中C-H键和C-C键异裂的分子模拟

为了研究催化裂化过程中,烷烃分子中的C-H键和C-C键异裂乍成二配位正碳离了时可能的异裂位置.利用密度泛函理论的量子化学从头算法,计算2一甲基戊烷分子中的伯C-H键、仲C-H键、叔C-H键、仲C-C键和叔C-c键的异裂能.结果表明,在C-H键和C-C的2种不对称的异裂中,总是较大的基团带正电荷,较小的堆团带负电荷,即异裂成较人基团为正碳离子载体,较小基团为负碳离子/负氧离子载体时,有利于分散电子云,异裂所需能量较低.C-H键和C-c键的异裂能由大到小的顺序为:伯C-H>仲C-C>仲C-H>叔C-C>叔C-H.异裂能越小,C-H键和C-C键异裂的反应性能越高,其C-H键和CC键异裂的反应性能由大到小的顺序为:叔C-H>叔C-C>仲C-H>仲C-C>伯C-H.C-H键的异裂能最低,低于异裂能最低的C-C键的异裂能.由于催化裂化过程中,烷烃要参与催化裂化生成正碳离子,如经由质子化裂化和负氢离子转移反应,生成三配位正碳离子,必须按照异裂的方式进行.从异裂能的角度分析,烷烃分子经由催化裂化反应生成正碳离子时,可能是优先从烷烃分子中的C-H键处得以活化.     

多面体分子轨道的程序设计

基于多面体分子轨道的群论方法和等性杂化轨道的构造法,应用Ｃ语言编制了多面体分子轨道微机程序,该程序呆方便地计算出多面体分子轨道的轨道性格,群轨道和杂化轨道等。     

杂化轨道理论与分子的空间构型——多媒体教学软件的设计与制作

教学软件采用计算机多媒体技术和三维动画生动地描述了化学键理论（如价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论，包括范德华力等）的基本知识和基本概念以及一些典型的无机和有机分子的空间构型，并重点展示了杂化轨道理论与分子空间构型之间的关系。文中介绍了软件的主要内容、设计思想及使用效果。     

Cr(CO)_n(n=1-5)与C_6 H_6相互作用的密度泛函研究

用密度泛函理论在B3LYP/LANL2DZ基组水平上对(η~x-C_6H_6)Cr(CO)_n(x=1-6;n=1-5)复合物体系的可能构型进行了自由优化及相互作用能的计算,研究了不同羰基数对复合物稳定性、苯和羰基铬相互作用的影响,并对苯和羰基铬相互作用进行了NBO分析。得到以下结论:(1)当n≤3时,苯与Cr(CO)_n以η~6配位;当n≥4时,苯与Cr(CO)_n以η~2配位;(2)最稳定复合物中随羰基数的增加Cr-C_(benzene)平均键长增长,最大二面角H-C-C-H偏离碳环的角度随复合物对称性降低而逐渐增大;(3)当n为奇数时,复合物相互作用主要表现为苯C-C键的π轨道和Cr-CO键的σ反键轨道;当n为偶数时,复合物相互作用主要表现为苯C-C键的π轨道或π~*轨道与Cr的孤对电子轨道;(4)复合物羰基数越多,最稳定复合物的相互作用能数值越大,稳定性越小。     

苊烯与羰基铬相互作用的密度泛函研究

用密度泛函理论自由优化(ηx-C12H8)Cr(CO)n(x=1-6;n=1-3)复合物体系的可能构型,在B3LYP/LANL2DZ 基组水平上计算相互作用能,探索不同羰基数对复合物稳定性、苊烯和羰基铬相互作用的影响,并 NBO 分析苊烯和羰基铬相互作用.结论(1)苊烯以η6 与 Cr(CO)n 配位形成的复合物比较稳定,但η6 配位复合物 CO 的个数越多,则越不稳定;(2)复合物 1 和 4 的相互作用主要表现为配位苯环 C-C 键的π电子转移到 Cr-CO 键的σ反键轨道;(η6-C12H8)Cr(CO)2(2)和(η6-C12H8)Cr(CO)(3)复合物相互作用除配位苯环 C-C键的π电子转移到 Cr-CO键的σ反键轨道外,还有配位苯环 C-C 键的σ电子转移到金属 Cr 的孤对电子反键轨道;(η2-C12H8)Cr(CO)2(5)中相互作用主要表现为配位苯环 C-C 键的π电子转移到金属 Cr 的孤对电子反键轨道.     

植物纤维的主要成分在近红外光谱吸收上的差异

通过比较和分析植物纤维中的主要成分木素、纤维素、半纤维素和提取物等模型物的近红外光谱图,发现在这些主要成分的吸收、同一成分中的C-H键基团和O-H键基团的吸收、不同结构的C-H键基团的吸收相互重叠,导致了植物纤维的近红外吸收光谱相互重叠而十分复杂.但也清楚地发现了木素与碳水化合物在C-H键的第一倍频区(1600～1800)nm有明显的吸收差别,木素的苯环在1668 nm处有吸收峰,而碳水化合物中因为没有苯环C-H键而没有发现有此吸收峰.另外,发现植物纤维及其中的主要成分在O-H键的第一倍频区1434 nm及合频区1920 nm均有较强的吸收峰.这反映了植物纤维在近红外光谱区的信息比较丰富,为植物纤维的性质分析提供了理论基础.     

CO在Ag(100)表面吸附行为的理论研究

应用离散变分Xα方法,对CO分子在Ag(100)表面的吸附过程进行了理论研究,计算了CO分子以垂直方式在三种不同吸附位置吸附时CO分子和Ag(100)表面原子间的键级和电荷分布。结果表明:在吸附过程中,CO分子以顶位吸附为优, 有效吸附距离为170±3 pm,在吸附过程中CO分子只与最近邻的一个表面银原子有相互作用,而其它表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明,吸附过程中银原子与CO之间的相互作用是表面Ag原子的杂化轨道电子进入CO中空的反键轨道(M→C)和CO上面(主要是C上)未成键电子进入到表面Ag原子空的杂化轨道(C→M) 的共同结果。     

分子连接性法研究羧酸类化合物的疏水常数

采用分子连接性法研究了１０５个含有丰富取代基的羧酸分子,指标中考虑了非价,羧酸,不饮和键和杂原子对分子疏水常数的影响。通过多元逐步回归建立了定量模型,发现该类分子的疏水常数与非价的＾０Ｘｐ、含羧基的△＾３Ｘｃ、含不饱和键的△＾Ｘｐ和杂原子的