HIV-1病毒中NCp7锌指区域和配体的电荷分布研究

采用B3LYP/6-311++G(d,p)方法,优化了4个锌指蛋白分子和31个模型分子的几何构型,使用HF/STO-3G计算了优化后体系的Mulliken电荷分布.使用线性回归和最小二乘法,拟合确定了ABEEMσπ参数(包括参考电荷,价态电负性和价态硬度).使用ABEEMσπ参数,计算获得了4个锌指蛋白和11个配体的电荷分布.ABEEMσπ方法所计算的电荷分布与从头计算方法的线性相关方程斜率k接近1.000,截距b接近于0.000,线性相关系数R在0.943 4以上.由此可见,ABEEMσπ方法与从头计算方法相比有很好的一致性.验证了笔者所拟合的ABEEMσπ参数是合理的和可转移的,可应用于类似体系的电荷分布的计算.     

电场作用下MgS分子电子激发特性的理论研究

以6-311++G(2D)为基函数,采用密度泛函的B3LYP方法优化了不同外电场下MgS分子的稳定几何构型,分析了电偶极矩、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级、能隙、红外光谱和谐振频率等随电场的变化情况,利用杂化CIS-DFT( B3 LYP)方法在相同基组下研究了外电场下MgS分子激发态.计算结果表明:分子结构与外...     

1,3-cis-Retinal-C60-P的结构和电子光谱的理论研究

用半经验AM1法研究1,3-cis-Retinal -C60-P的分子轨道,电荷分布,几何构型.计算结果显示,标题物具有较低的跃迁能.HOMO轨道主要分布侧链上, LUMO轨道则主要分布在 C60上.电荷向缺电子体 C60转移.理论预测其在基态下可能产生电荷分离态.     

苝四甲酸二酐PTCDA分子基态和激发态的密度泛函理论

利用密度泛函理论研究了PTCDA分子,计算并讨论了PTCDA分子的稳定几何构型、电子结构与前线轨道能级、激发态能隙（HOMO-LOMOgap）,并对于基态与激发态的能级做了一定的比较。结果表明,PTCDA是一种平面分子,其吸收光谱集中在紫外波段,HOMO、LUMO能隙约为2．5eV。     

强外场中的TiO分子结构及特性

利用多种方法在不同基组水平下,对TiO基态分子的几何构型进行优化.通过对比选用密度泛函(DFT)B3LYP/6-311+G方法研究在强外电场(-0.02 a.u.~+0.02 a.u.)作用下的TiO分子的基态键长、总能量、HOMO能级、LUMO能级、能隙及势能曲线的变化规律.结果表明：在一定外加电场范围内,随电场强度的增大,分子键长变小;总能量升高;HOMO能级、LUMO能级均依赖外加电场方向,随电场的增大而降低;能隙不依赖于电场方向,随电场强度的增大而减小;势能曲线在外电场中有“平移”效应,其中反向电     

水合碱金属离子Na＋（H2O）n和K＋（H2O）n（n=1～6）体系电荷分布的理论研究

应用量子化学方法和原子-键电负性均衡方法(ABEEM)对Na+(H2O)n和K+(H2O)n(n=1～6)体系进行研究.采用MP2/6-31++G(d,p)方法进行几何构型的优化及频率的计算,在MP2/6-311++G(2d,2p)方法下计算了能量.以HF/STO-3G所计算的体系电荷为基准,拟合确定了Na+和K+的ABEEM参数,应用其计算所得的Na+(H2O)n和K+(H2O)n(n=1～6)的电荷分布,与从头计算的结果一致.     

C58Si2的几何结构和电子结构研究

采用密度泛涵BLYP／6—311G和杂化密度泛涵B3LYP／6—311G方法，对C58Si2的几何结构和电子结构进行系统研究。发现在C58Si2的同素异形体中，2个Si原子位于六边形对角位置时(C58Si2-6)比2个Si原子位于五边形对角位置时(C58Si25)的能量低0．11eV，是C58Si2的基态几何结构。C58Si2同C60相比，只是在Si原子附近原子间的间距有较为明显的变化，其它部分基本保持C60的构型。在电子结构方面，由于C58Si2—6具有C8对称性，所以使原先的能级简并度消除，LUMO能级下降，HOMO能级上升，HOMO与LUMO间的能隙变小；每个Si原子均失去1．122e的电荷，主要转移到Si—C键上的3个邻近的C原子上，使C58Si2中的Si—C化学键受到极化，束缚能增大。     

单壁碳管直径对电子结构的影响

对比了第一性原理中从头算方法、半经验方法和密度泛函方法的计算误差、计算消耗等参数,认为:对armchair型单壁碳管进行半经验的AM1/STO-3G基组水平的计算,其结果已足够用于计算能隙,且省时.选取m=n=3,4,5,6,7,8,10等结构的armchair型碳管,采用AM1方法对最高已占据分子轨道HOMO和最低空余轨道LUMO能级以及其能量进行系统计算和分析,其结果与实验结果一致.研究结果表明:对于armchair型纳米碳管,其能隙随直径的增大大致呈指数型衰减,轴向电导性逐渐增大;α和β电子交替分布在碳管管壁周围,且其电子密度i随直径的增大而趋于碳层表面的电子密度,σ键和π键的弯曲度减小,其径向特性大大减弱,纳米碳管性质逐渐趋近单层石墨性质,降低了其化学活性.     

咔唑及其衍生物的电子光谱的理论研究

采用DFT//B3LYP方法,在6-31G基组上对咔唑及其衍生物基态结构进行了优化.计算得到键长、键角、HOMO、LUMO能级.在基态几何优化基础上,用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了吸收光谱,并分析了取代基对咔唑的影响及变化规律.计算结果表明:取代基对键长、键角的影响很小;供电子基使得HOMO和LUMO轨道能量...     

应用ABEEM方法计算含金属离子Ga~(3+)蛋白的电荷分布

首次开发ABEEM方法应用于含金属离子Ga~(3+)蛋白体系的研究.ABEEM方法将分子电荷分解到了原子区域、σ键区域、π键区域和孤对电子区域.对金属离子Ga~(3+)与蛋白之间的相互作用采用成键模型,Ga~(3+)与配体原子之间有键电荷分布.通过蛋白晶体数据库的搜索,总结出Ga~(3+)离子和蛋白相互作用的模型分子,确定了相关的新的电荷参数.应用ABEEM方法对模型分子的电荷分布、电荷转移和Ga~(3+)离子的电荷进行了计算和分析.结果表明,ABEEM方法计算的电荷可以和从头算的HF/STO-3G方法的结果相比拟,可以快速给出所有的模型分子的电荷分布.并且通过金属离子Ga~(3+)蛋白大分子体系的电荷计算验证了ABEEM方法以及电荷参数的正确性和可转移性.高价态的Ga~(3+)离子和蛋白的相互作用的理论研究,为其动力学模拟研究奠定了基础.     

诺氟沙星的密度泛函研究

以诺氟沙星为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d,p)方法,进行分子结构全优化,并对红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)、前线轨道(最高占据轨道HOMO、最低空轨道LUMO)、净电荷分布进行了量子力学计算.根据红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)的计算结果,对振动模式进行了指认;根据前线轨道(HOMO、LUMO)、净电荷分布的计算结果,讨论了诺氟沙星的HOMO、LUMO和分子表面电势的特点.采用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(2d,p)方法,进行分子结构全优化,使用GIAO方法计算得到核磁共振谱(NMR),并对谱图数据进行了分析讨论.     

富勒烯C60-2,3-二(2-吡啶基)喹喔啉稠合体的结构和电子光谱的理论研究

用半经验AM1法研究富勒烯C60-2，3-二(2-吡啶基)喹喔啉稠合体的分子轨道，电荷分布，几何构型。计算结果显示，标题物具有较低的跃迁能。HOMO轨道主要分布在杂环上，LUMO轨道则主要分布在C60上。电荷向缺电子体C60转移。理论预测其在基态下可能产生电荷分离态。     

应用ABEEM／MM模型研究甘氨酸与水的氢键作用

应用原子-键电负性均衡方法中的浮动电荷分子力场（ABEEM／MM）,我们构建了1个新的甘氨酸（Glycine）-水势能函数,并将其应用到甘氨酸与水组成的二聚体的研究中．首先研究了甘氨酸单体的几何构型,构型结果与可获得的实验数据显示了很好的一致性;根据对甘氨酸中氮原子和氧原子的孤对电子电荷分布的ABEEM／MM方法分析,可以解释水与作用点形成氢键的强弱;进而研究了甘氨酸与1个水作用的结合能,ABEEM／MM模型与从头计算方法得到的结果显示了很好的一致性．表明我们势能函数的合理性以及参数的正确性．     

N-苯基-1,8-萘酰亚胺衍生物的电子结构和光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G(d)水平上对N-苯基-1,8-萘酰亚胺及其18种衍生物的几何结构进行全优化。在基态优化构型基础上,用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法计算了该类物质在甲醇溶剂中的紫外可见吸收光谱。分析了分子几何构型、前线分子轨道的电子分布和轨道能级等特征,讨论了结构和吸收光谱之间的关系。结果表明,N-苯基-1,8-萘酰亚胺及其衍生物的稳定构型为非平面结构;其最强吸收光谱主要来源于HOMO→LUMO的π→π*跃迁。此外,在苯环上引入强推电子基团,能够显著降低HOMO与LUMO之间的能级差。     

应用ABEEM_(σπ)模型研究非金属硼化物的电荷分布

通过大量量子化学计算,拟合确定了非金属硼化物体系模型分子的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到ABEEMσπ模型中计算非金属硼化物模型分子的电荷分布,计算结果显示,ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布与从头算计算的电荷分布都有很好的一致性.还计算了测试分子的电荷分布从而验证了ABEEMσπ参数的可转移性,电荷分布变化的规律是在BF3,BCl3,BBr3,BI3分子中B原子电荷逐渐减小,F,Cl,Br,I原子电荷逐渐增大.ABEEMσπ模型可以很好地应用于非金属硼化物的结构和性质的分析.     

应用ABEEM/MM模型研究异亮氨酸与水的氢键作用

应用ABEEM/MM模型构建了异亮氨酸(Isoleucine)-水相互作用的势能函数,并将其运用到异亮氨酸与水组成的二聚体的研究中.在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,首先研究了异亮氨酸单体的几何构型,结果表明最稳定的构型是异亮氨酸的顺式结构,并用ABEEM/MM模型对其进行优化和电荷分布分析;其次研究了异亮氨酸与1个水的相互作用,通过分析氢键作用区域得到4种稳定构象,用ABEEM/MM和从头算方法计算稳定二聚体的结合能.数据表明,ABEEM/MM模型与从头算方法得到的结果有很好的一致性.     

富勒烯C60吡咯烷键联噻吩基分子设计的理论研究

利用AM1半经验分子轨道法对所设计的3个富勒烯C60吡咯烷键联噻吩基分子进行优化．计算结果表明,目标物(3)具有较低的跃迁能、较大偶极矩和较高的生成热．LUMO集中分布在C60部分,而HOMO则集中在噻吩环上．通过HOMO和LUMO轨道的比较及电荷分布情况,预测所设计的目标物(3)在基态下可能产生长寿命的电荷分离态．     

氧化锌浮选中伯胺阳离子捕收剂的密度泛函理论计算(英文)

利用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G水平下对十二伯胺、十四伯胺、十六伯胺和十八伯胺的阳离子分子构型进行优化,得到了4种胺阳离子的红外光谱频率,净电荷分布,偶极矩及前线轨道能量和组成.探讨了伯胺阳离子分子结构与氧化锌浮选性能的关系.研究结果表明胺阳离子碳链长度从十二增加到十八时,其偶极矩和最高占据轨道(HOMO)能量均随碳原子数增加而增大,而最低空轨道(LUMO)能量则基本不变.伯胺阳离子碳链长度对氧化锌捕收性能的影响,主要取决于胺的偶极子和矿物之间的定向作用力.△EHOMO-LUMO可以作为伯胺捕收性活性的判据.     

用从头算和ABEEM/MM法研究水分子团簇增长方式

应用从头计算方法和ABEEM/MM模型,模拟了以单环(H2O)n(n=3-6)为片段的水分子团簇初步增长的各种可能方式,得到该系列团簇的稳定结构.总结了结合能、氢键强度、电荷分布、氢键几何参数等性质在团簇增长过程中的变化趋势.ABEEM/MM方法的几何构型优化结果、氢键几何参数与从头算方法在数值上符合较好;在氢键强度和氧原子所带电荷数的平均值方面,与从头算方法所得变化趋势完全一致.     

扭曲状石墨烯及其掺杂量子点的荧光性能

采用密度泛函理论(DFT)研究扭曲状石墨烯C80H30的本征结构以及边缘位置掺B、中间位置掺B、边缘位置掺N、中间位置掺N等5种量子点的电子结构和光学性质,并与平面状石墨烯结构对比分析.结果表明,扭曲状GQDs未掺杂前能隙宽度为2. 014 e V,在紫外波段强烈吸收,615. 7 nm绿色波段发光,掺入电子受体B后HOMO能级和LUMO能级均升高,掺入给电子体N后HOMO能阶和LUMO能阶均出现降低,2种原子的掺入都会导致能隙宽度变窄,在红色波段发光,掺杂原子及位置不同均会对吸收光谱产生影响.类比于平面状GQDs,扭曲状GQDs的能隙宽度均变宽,吸收峰整体表现出往短波方向移动,发射光谱出现不同程度的蓝移.