不饱和类卡宾H_2C＝CNaX(X=F,Cl,Br)的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上研究了不饱和类卡宾H2C=CNa X(X=F,Cl,Br)的结构.结果表明,不饱和类卡宾H2C=CNa X(X=F,Cl,Br)各有2种平衡构型,其中具有三元环结构的构型能量低,是其存在的主要构型.预言了最稳定构型的振动频率和红外强度.计算得到了最稳定构型分子内氢迁移反应的过渡态.讨论了卤原子对不饱和类卡宾H2C=CNa X的影响.     

类卡宾CF3Li的构型及其异构化的量子化学研究

用量子化学从头算分子轨道理论的G2MP2方法对类卡宾CF3Li进行了研究,优化得到了4种不同的平衡构型及其相互转化的过渡态结构.分别给出了几何构型参数、构型的对称性、偶极矩、各构型的总能量以及前线分子轨道能,并对过渡态进行了振动频率分析计算,确定它们均只有唯一的虚振动模式,对各个构型的特点和稳定性进行了分析,并对该类卡宾的化学性质进行了讨论.     

基态的HCN和HNC分子的势能面

运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311++G**水平上,对基态HCN和HNC分子的结构进行了优化计算,得到HCN分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-C=0.1066 nm、RC-N=0.1149 nm,离解能De=18.88 eV; HNC分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-N=0.09996?nm、RN-C=0.1169?nm,离解能De=18.256?eV,用多体项展式理论推导了基态HCN和HNC分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了基态HCN和HNC分子的结构特征及其势阱深度与位置.     

二硅烯及其相关分子的量子化学计算研究

使用密度泛函法、MP2法和考虑组态相关作用的QCISD和CCD法,对重主族双键化合物二硅烯、二锗烯等进行了优化构型的量子化学计算.计算结果表明,H2X=XH2(X=Si,Ge,Sn,Pb)型分子均为非平面反式弯曲几何构型,亚甲基XH2的基态为单线态.利用计算的"单线态-三线态"能量差ΔEST和双键键能Eσ π分析并解释了非平面反式弯曲几何构型的形成条件和标题物中双键的相对强度.     

C2nH3和C2nH+3(n=4,5,6,7)的结构、稳定性和光谱

本文采用密度泛函理论（DFT-B3LYP），在6-31G^＋的水平上对C2nH3和C2nH3^＋（n=4，5，6，7）所有可能的几何构型进行了优化和振动频率的计算，进一步得到了C2nH3（n=4，5，6，7）最稳定构型的垂直和绝热电离能，并在这个水平上用含时的密度泛函理论（TD-B3LYP）计算它们的垂直激发能．结果表明中性分子和相对应的阳离子的基态构型几乎是一样的，具有聚炔烃线性链结构的C2H3和C12H3自由基及其他们的阳离子都具有30～60cm。的低频振动模式．通过激发能和电离能的研究发现C2nH3自由基（n=4，5，6，7）基态平衡几何结构的电离能较大，中性分子不易发生电子跃迁，而且不易失去一个电子变为阳离子，所以C2nH3自由基（n=4，5，6，7）基态平衡几何结构比相对应的阳离子要稳定．     

异质富勒烯C44X6(X=N,B)的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对异质富勒烯C44X6(X=N,B)的三种异构体D3(Ⅰ),C3,D3(Ⅱ)进行了几何构型优化.计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性、整体硬度和分子静电势.计算结果表明,所研究的C44X6(X=N,B)三种异构体中,具有D3(Ⅰ)对称性的异构体具有最低的能量.与全碳分子C50相比,D3(Ⅰ)异构体具有较小的电离势I、电子亲和势A、绝对电负性χ和球外的静电势,这说明它们更容易被氧化和与亲电试剂反应.     

异质富勒烯[4,6]-C22X2（X=B,N）的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G（d）基函数对同位置取代[4,6]-C24所得的3种衍生物（C22BN,C22B2和C22N2）进行了几何构型优化和频率分析,计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性和整体硬度.结果表明,所研究的C22X2（X=B,N）3种衍生物中,C22B2具有最小的电离势I、电子亲和势A和绝对电负性χ,这说明它更容易被氧化和与亲电试剂反应.与全碳分子C24相比,B,N的取代降低了富勒烯分子的稳定性.     

硼、氮掺杂C_(20)的结构及其稳定性

根据量子化学理论,应用从头计算Hartree-Fock(HF)方法在6-31G(d)基组水平上对C20及硼、氮掺杂的C20进行几何构型全优化.比较了C20及硼、氮掺杂的C20的基态能量、能隙及结合能的大小.此外,还计算了掺杂分子的最强红外光谱及其对应的振动频率,并给出振动模式.结果表明:掺杂后,C19B和C18B2的能量升高了;与B原子相连的键的长度均增加;单位原子结合能的计算表明单原子掺杂要比双原子掺杂稳定,而硼掺杂要比氮掺杂稳定;前线轨道理论计算表明硼、氮掺杂后C20的能隙增大.     

纯C_5簇合物分子电子吸收光谱的理论研究

用密度泛函理论方法(DFT),优化得到了纯碳簇分子G5的基态平衡几何构型.除了已知的三个异构体[1-C5(X1∑+R),r-C5(X1A1)和t1-C5(X1A1)]外,又发现了基态势能面上两个新的异构体:t2-C5(X1A1)和b-C5(X3B2).采用全活化卒间二阶微扰理论(CASPT2)方法和cc-pVTZ基组计算了它们的垂直激发能.对于线性的C5(1-C5),相应的11Ⅱu←X1∑+R和21Ⅱu←X1∑+R的垂直激发能分别为2.91 eV和5.69 eV.理论计算值与实验结果符合得较好.     

HX（X=F，C1,Br）分子基态（X^1∑^＋）结构与势能函数量子力学计算

利用分子反应静力学的基本原理，确定了HX（X=F，C1，Br）等分子的X^1∑^＋态的合理离解极限；使用二次组态相互作用方法QCISD（T）并选用6—311G＋＋G（3df，3pd）基组，对HX（X=F，C1，Br）等分子基态进行了单点能扫描计算，并用最小二乘法拟合的Murrell—Sorbie函数和修正的Murrell—Sorbie函数计算它们光谱数据（ωe、ωeXe、Be、ae、De），结果表明修正的Murrell—Sorbie函数计算值与实验光谱数据吻合较好．这表明修正的Murrell—Sorbie函数更能精确的描述HX（X=F，C1，Br）等分子基态的势能函数．     

氨水团簇(H2O)n(NH3)m的稳定结构

利用Hartree-Fock方法对氨水团簇(H2O)n(NH3)m(m n=6)的一些可能构型进行了结构优化和频率分析;进一步用MP2方法计算了这些优化结构的能量和结合能.通过构型体系能量和结合能的比较,得到了这些团簇的最稳定结构;在此基础上还计算了这些团簇的电离势、电子亲和势,对(H2O)n(NH3)m团簇体系的结构和性质的进一步研究是有益的.     

(CH3O)3PO3·(H2O)n(n=1,2)分子间氢键作用的理论研究

用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G(d)方法研究(CH3O)3PO3.(H2O)n(n=1,2)的分子间氢键作用,对水分子可能与该化合物形成氢键的复合物及水分子作用下该化合物分解时所达到的过渡态,进行全优化,在B3LYP/6-311++G(d,p)的方法下进行单点能计算,并进行零点能校正,进一步探讨由于水分子作用所形成的分子间氢键对(CH3O)3PO3分解所需活化能的影响,比较不同情况下分解所需活化能的大小、几何参数和电荷分布的变化.     

H2CO与HO自由基反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311 G(d,p)基组水平上研究了H2CO与HO自由基反应的微观机理,全参数优化了反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型.研究发现:H2CO与HO自由基反应的两条反应通道都是可行的,其生成产物是H2,CO2和H原子.从构型参数看,对于经典分子的计算结果与文献值很接近,表明计算的结果是可靠的.     

溴原子和丙烯反应机理的量子化学研究

使用从头计算对溴原子与丙烯发生的夺氢和加成反应的反应势面进行了研究，用MP2／6－311G（d,p)方法优化了反应途径上的各种物的有关参数，并使用MP2／6－31G(d)方法进行振动分析，对于过渡态和复合物构型给予确认，并用QCISD（T）／6－31G（d）计算了反应途径中的能量变化，研究结果表明，夺氢反应只能是直接夺氢，而不是一些实验所设想 还有加成－消除机理，加成反应经过1个复合物，再经过渡态生成产物。保所发现的夺氢反应速率常数同压力有关，可能具有高活性的激发态的溴原子同丙烯反应的结果。     

卤素阴离子与氨分子复合物分子间氢键的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)研究了卤素阴离子X-(X=F,Cl,Br,Ⅰ)与氨分子NH3复合物势能面上的稳定点,计算结果表明氨分子通过一个近似直线的单氢键结合到卤素离子上,优化的几何结构和自然键轨道(NBO)分析表明卤素离子X- (X=F,Cl,Br,Ⅰ)与NH3分子形成的复合物以离子偶极型(ion-dipole)分子的形式存在.     

AB INITIO STUDY ON VALENCE INDICES AND REACTIVITIES OF SOME BORAENS

In the pressnt paper, 3-21G ab initio molecular orbital calculations are performed on diborane B_2H_6 and the substituted bridged-atom species H_4B_2X_2(X=F, Cl, OH, NH_2, CH_3), and these geometries are optimized with the energy gradient technique. According to the quantum chemical definition of atomic valence, the valences of the bridged-atoms are calculated to study the characteristion of the bridging bond B-X-B. Some larger boranes B_4H_(10), B_5H_9, and B_5H_(11) are also calculated to discuss the valence indices and analyze the reactivities of the bridged-atoms.     

LiX(X=F,Cl,Br)分子基态|X~1∑~+|结构与势能函数

利用分子反应静力学的基本原理,确定了LiX(X=F,Cl,Br)等分子的X1∑+态的合理离解极限;使用密度泛函理论(DFT)B3P86结合6-311G(3DF,3PD)基组对LiX(X=F,Cl,Br)等分子基态进行了单点能扫描计算,并用最小二乘法拟合修正的Murrell-Sorbie函数,计算出它们光谱数据(ωe、ωeχe、Be、αe、De),结果表明修正的Murrell-Sorbie函数与实验光谱数据吻合较好,这表明修正的Murrell-Sorbie函数更能精确地描述LiX(X=F,Cl,Br)等分子基态的势能函数。     

(RXN)4与(XNR)4立方簇合物的稳定性

用密度泛函理论DFT ,在B3LYP/CEP 1 2 1G水平上 ,对 (RXN) 4 (X =C ,Si,Ge ,Sn,Pb ;R =H ,CH3,C(CH3) 3,Si(CH3) 3,C6H5)立方簇合物的几何构型、电子结构、振动光谱和化学键性质进行了研究 .结果表明 ,(RXN) 4 的稳定性较差 ,(XNR) 4 的 5种结构的稳定性顺序为 :(PbNR) 4>(SnNR) 4 >(GeNR) 4 >(SiNR) 4 >(CNR) 4 .     

CFH2与臭氧反应机理的量子化学研究

用量子化学UMP2方法，在6-311 G^**基组水平上研究了CFH2与臭氧反应机理，全参数优化了反应过程中反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型，在UIQCISD／6-311 g^**水平上计算了它们的能量，并对它们进行了振动分析，以确定中间体和过渡态的真实性，同时应用经典过渡态理论计算了反应的速率常数，研究结果表明，CFH2自由基与臭氧间的反应活化能很小，反应活性很大，其对大气臭氧的损耗也将很大．同时发现CFH2与O3的反应是强放热反应。     

O(3 P)与C2H2反应机理的量子化学研究

用量子化学计算方法对O(^3P)与C2H2的反应进行了研究．在HF／6—311 G(d，p)，HF／6—311 G(3df，3pd)，MP2／6—311 G(d，p)和MP2／6—311 G(3df，3pd)计算水平上，优化了反应势能面上各驻点的几何结构．通过内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析．对反应过渡态进行了确认，并确定了反应机理．