N_2O分子特殊结构形成机制的定性理论研究

直线型N_2O分子的最稳定构象为N-N-O结构,而非N-O-N结构。为了解释N-N-O这一特殊结构的合理性和稳定性,本文利用分子点群的方法,构建了直线型N_2O的σ和π分子轨道:并依据分子轨道的电子划分规则得出直线型N_2O分子中两端位置电子分布多于中间位置。由于O的电负性大于N,所以O原子会优先占据分布较多电子的两端位置,因此,N-N-0结构比N-O-N结构更为合理。     

三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼负离子及其钼氢化合物的电子结构及化学键研究

用G98W程序和Lanl2dz基组,全结构优化三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼负离子[(Me_3SiC_5H_4)Mo(CO)_3]~-(Ⅰ)及三羰基(三甲硅基)环戊二烯基钼氢化合物[(Me_3SiC_5H_4)MoH(CO)_3](Ⅱ)。振动频率分析和单点能计算结果表明,位于环戊二烯环(Cp)上的钼能形成半夹心结构的"稳定"化合物。其键长、原子电荷、分子轨道成份和前沿轨道能都表明,钼原子与环戊二烯通过p-d作用形成"氢键",Cp环碳上的p电子和Mo原子d轨道的电子,向钼原子的p轨道转移,形成电荷转移配位化合物。     

基态原子、离子(Z=2-54)及其电子轨道径向距离期望值的面向对象数据库的设计及应用

精确求解原子、离子及其电子轨道的径向期望值对原子、分子相关性质的研究具有重要意义。本文应用Ｃ．Ｆ．Ｂｕｎｇｅ和Ｊ．Ａ．Ｂａｒｉｅｎｔｏｓ的ＲＨＦ基态原子波函数集和Ｃｌｅｍｅｎｔｉ、Ｒｏｅｔｉ的ＨＦ离子波函数集，采用Ｃ＋＋语言建立了基态原子、离子及其各电子轨道的径向期望值〈ｒｎ〉（－２ｎ５）的面向对象的数据库系统。该系统采用了面向对象的程序设计思想，菜单管理，具有使用方便、便于维护、修改和扩充等特点。利用该系统，不但可以直接计算、查询、修改或补充完善各径向期望值数据，还可由此计算原子（离子）或分子的相关物理、化学参数。     

“虚拟反应”法处理H_2O分子的电子结构

为了弄清水分子几何构象的产生机制,构造了"2H+O=H_2O"的虚拟反应,利用前线轨道理论的化学反应三原则结合分子点群方法,得到了分子轨道轮廓图和能级图;并利用能级图解释了H_2O的结构。结果说明,虚拟反应方法结合点群理论在定性处理分子的电子结构方面具有较为直观的特点,所得结果能够为了解分子的电子结构特点和稳定性提供很有价值的信息。     

铁卟啉化合物与氧气分子形成的体系的密度泛函理论研究(英文)

采用密度泛函理论B3LYP方法在6-31G(d)基组水平下对氯化铁(+3)卟啉与氧气分子形成的体系进行了研究,得到了几何构型,电子性质及分子轨道结构等相关数据.对两个体系不同自旋状态下的几何构型参数和电子性质对比发现:受体系立体构型对称性的影响,在两个体系中凡是与卟啉环上N原子相关的几何参数及电子性质均呈现出相同规律性.又采用密度泛函理论UB3LYP/6-311G*//UB3LYP/6-31G*方法对这两个体系不同自旋状态下的能量进行了计算,分析表明自旋多重度越高体系越稳定.然后分别分析了两个体系在最稳定自旋状态下的分子轨道占据情况及中心Fe原子最外层3d轨道的电子分布情况,结果表明Fe原子的3d二和3dxz/3dyz与氧气分子的单占据反键轨道HOMO π*2px/π*2py之间存在相互作用,这种相互作用引起铁卟啉环与O2分子间的电子转移并使O2活化.然而,根据分析在通常状态下铁卟啉对O2分子的活化作用是微弱的.     

环体聚硅氧烷D4H的密度泛函研究

采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法,对环体聚硅氧烷D4H进行了量子化学研究。优化了D4H的几何构型,研究了目标化合物在几何结构、电子结构、偶极距、前线轨道等方面的性质。结果表明,D4H分子中Si-O八元环采取"椅式-船式"低能构象。Si原子上集中了大部分的正电荷,而O、C原子则带负电荷。各原子对分子HOMO、LUMO贡献的区别并不明显,HOMO、LUMO能量差较大,表明分子具有一定的稳定性。溶剂效应分析表明,随着溶剂极性的增加,分子的能量越来越小,稳定性增加。     

基态原子,离子（Z=2—54）及其电子轨道径向距离期望值的面向？…

精确求解原子、离子及其电子轨道的径向期望值原子、分子相关性质的研究具有重要意义，本文应用Ｃ．Ｆ．Ｂｕｎｇｅ和Ｊ．Ａ．Ｂａｒｒｉｅｎｔｏｓ的ＲＨＦ基态原子波函数集和Ｃｌｅｍｅｎｔｉ、Ｒｏｅｔｔｉ的ＨＦ离子波函数集，采用Ｃ＾＋＋语言建立了基态原子、离子及其各电子轨道的径向期望值〈ｒ＾ｎ〉（２－≤ｎ≤５）的面向对象的数据库系统。该利用系统，不但可以直接计算、查询、修改或补充完善各径向期望值数据，还可由此     

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。     

C60-S-TTF及其衍生物的结构与电子性质的AM1研究

利用半经验AM1法研究了硫桥联的四硫富瓦烯衍生物的优势构型、电子结构及前线分子轨道。计算结果表明,目标分子的前线分子轨道主要由C60决定,C60母体与加成基团之间存在着较强的分子内电荷转移,C60m部分是电子受体,TTF部分为电子给体。并且预测了四硫富瓦烯硫桥稠环合C60衍生物可能在基态下产生长寿命的电荷分离态。     

氯化铁卟啉和氯化四苯基铁卟啉的密度泛函量子化学计算研究

用密度泛函B3LYP／STO-3G^＊和B3LYP／6-311＋（2d,2p）量子化学计算方法对两个铁卟啉分子FePCl和Fe（TPP）Cl进行了几何结构优化和单点计算研究,根据计算结果对这两个铁卟啉分子的结构、电荷密度和自旋密度分布做了详细分析,数据表明有部分自旋密度由Fe原子向卟啉环转移,同时有部分电子由卟啉环向Fe原子迁移。对它们的分子轨道结构也做了详细的讨论,根据计算的相关数据和分子轨道特征分析了铁卟啉活性中心的性质并讨论了其催化活化分子O2的机理,为氯化铁卟啉活化氧催化相关有机分子氧化反应机理研究提供了理论基础。     

F~-在γ-Al_2O_3(110)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论广义梯度近似平面波赝势法结合周期平板模型,研究F离子在γ-Al_2O_3(110)非极性表面的吸附行为,分析了F~-离子在其表面不同吸附位以及不同覆盖度下吸附构型和电子特性。结果表明:表面配位不饱和的Al为F~-离子活性吸附位,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面化学吸附后形成F-Al键促使F~-离子活化;F~-离子在Al_Ⅲ(1)桥位吸附时最稳定。随着覆盖度增加,吸附能增大,F离子与表层原子的距离(d_(F~--surf)缩短:同时表面吸附F离子引起表层及次表层原子层间距发生不同程度偏移,最大幅度为10.07%。差分电荷密度与电子态密度分析指出,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面吸附主要是由F~-离子2s和2p轨道与γ-Al_2O_3基底Al的3p轨道相互作用所致。     

还原型牛红细胞Cu(I)Zn-SOD的量化计算

运用G94W量子化学程序,在B3YIP/Lan12dz基组的水平上,对于还原型牛红细胞中CU(I)Zn-SOD活性中心进行了从头计算。研究了分子轨道能量,电荷分布,前线轨道的贡献。结果表明:前沿分子轨道能量均为负值,其电子光谱稳定,与金属配位的咪唑环电荷表现正负交替现象。在前线轨道贡献上Cu(I)的占有轨道贡献大,空轨道的贡献小,不易于接受O_O~-自由基的不成对电子。     

还原型牛红细胞Cu(Ⅰ)Zn-SOD的量化计算

运用G94W量子化学程序,在B3YLP/Lanl2dz基组的水平上,对于还原型牛红细胞中Cu(I)Zn-SOD活性中心进行了从头计算.研究了分子轨道能量,电荷分布,前线轨道的贡献.结果表明前沿分子轨道能量均为负值,其电子光谱稳定,与金属配位的咪唑环电荷表现正负交替现象.在前线轨道贡献上Cu(I)的占有轨道贡献大,空轨道的贡献小,不易于接受O2-自由基的不成对电子.     

膦酰基羧酸调聚物缓蚀性能的量子化学研究

研究中发现膦酰基羧酸调聚物(POCA)对碳钢的缓蚀作用良好,而丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸的共聚物(AA- AMPS共聚物)则几乎无缓蚀作用。量子化学方法计算表明POCA调聚物的前线HOMO分子轨道能量较AA-AMPS共聚物大,所以POCA更容易为铁的空d轨道提供电子;AA-AMPS共聚物中对HOMO轨道电荷密度贡献较大的主要是AMPS分子中酰胺基团的N和O原子,O原子的电子轨道布居数虽然较大,但贡献却比N原子小(10%左右),而N原子贡献虽然较大(75%左右),但电子轨道布居数小,因此很难在酰胺基团处与金属吸附。POCA分子中膦酰基基团的P原子和O原子对HOMO轨道电荷密度贡献分别达到70%和20%,且其轨道电子布居数较大,因此较容易通过膦酰基与金属配位吸附而缓蚀性能良好。POCA的缓蚀功能由引入链分子中的膦酰基基团获得,羧酸基团和磺酸基团基本无作用。     

4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物对3BHSD的抑制活性与结构关系的研究

应用分子力学方法MM,和半经验量子化学AM1法,获得22种4-X-N-Y-6-氮杂雄-17-羰基-Z-4-烯-3-酮衍生物的优势构象,再利用量子化学算法和分子图形学技术,获得电子结构参数和几何结构参数,采用多元线性回归分析和人工神经网络误差反传算法(BP),将这些参数和衍生物对3β-羟类固醇脱氢酶(3BHSD)的抑制活性相关联。结果表明,衍生物对3BHSD的抑制活性大小和分子最高占用轨道能(E_(HOMO))、16号碳原子的净电荷(Q)及5号碳原子和6号氮原子间键长的相关性较好,成功地建立了22种衍生物的构效关系式。HOMO轨道组成分析表明,A环上的4号、5号碳原子和羰基氧原子(O_(1(?)))及B环上的6号氮原子和7号碳原子可能是与受体作用时的活性位点。     

D-σ-A型分子整流器的理论研究

采用DFT的方法分别对一系列有望成为分子整流器的共轭分子的几何及电子结构进行了理论计算。通过B3LYP／6—31G＊＊算法确定了电子供体（Donor）和受体（Acceptor）分子。为使单分子整流器可在较大偏压下使用,尝试了不同的键桥结构。计算结果表明,分别作为供体和受体分子的硝基苯、苯胺之间具有最大的LUMO能级差。D-σ-A型分子中,电子最低未占据轨道（LUMO）局限在分子的受体片段上,而电子最高占据轨道（HOMO）局限在供体片段上。受体和供体片段之间的键桥结构为-CH2CH2CH2CH2-时,分子的势能差最大,为2．47eV。     

重元素CNDO/2参量化技术

本文提出一种确定重元素合理的CNDO/2参量的简易可行方法。其要点是先通过原子的CNDO/2的计算,令其价轨道能级逼近Hartree-Fock极限下的结果而拟合出原子的轨道电负性-(1/2)(I_μ+A_β),然后通过若干小型分子的CNDO/2计算令其平衡几何构型和价壳分子轨道能级与精确从头算结果有最优的总体符合,从而确定成键参量β_A~0。     

新农药咪蚜胺电子结构与构象的量子化学研究

采用半经验量子化学方法ＡＭ１对新农药咪蚜胺分子的电子结构与构象进行了研究。优化了分子的几何构型参数;计算了势能面、静电势分布、前线分子轨道能级及原子净电荷,并从理论上分析探讨了咪安水解反应易于发生的可能构象,为该农药的进一步研究提供了有用信息。     

CH基团替代N对Nn（CH）8-nH8（n=0-7）结构与性质影响的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311++G^**基组水平上优化了,用等电子体-CH-基团逐个取代N8H8环状异构体中最稳定的分子构型中的N原子,得到32种N_n（CH）_8-nH₈（n=0-7）的异构体,应用自然键轨道理论NBO和分子中的原子理论AIM分析了这些化合物成键特征和相对稳定性,G3MP2方法计算了各异构体的能量及生成热。研究结果表明:N原子孤对电子到相邻的碳氮键的超共轭作用是影响碳氮键长变化的主要因素;随着等电子体-CH-基团取代分子中氮原子的个数的增加,分子的生产热逐渐减小,而分子的能量将逐渐升高,且有很好的线性相关性。     

聚丙烯酸酯玻璃化温度的QSPR研究

应用半经验量子化学PM3法得到22种聚丙烯酸酯分子的优势构象,再用PM3法和分子图形学技术获得其电子结构参数、几何结构参数和拓扑指数,将这些参数与聚丙烯酸酯玻璃化温度相关联.结果:聚丙烯酸酯玻璃化温度与分子连接性拓扑指数1Xv、氢原子所带最高正电荷QH、分子总能量ET、最负原子所带的静电荷Q-min和分子偶极距μ之间存在良好的线性相关性,成功地建立聚丙烯酸酯玻璃化温度的构效关系式,找出影响玻璃化温度的主要结构因素.