SCF abinitio计算中基函数的初步研究

本文考察了优化的系列分子基函数非线性参数ξ与原子电负性之间的关系,发现用原子电负性及其它参数可以较好地拟合基函数中非线性参数ξ的优化值.因此,可用因素分析式的形式反映优化ξ随环境变化而变化,这对于自洽场从头计算来说,是一个减少计算饥机时的方法.通过对系列分子中各个原子的ξ在文献中的优化值,由因素分析式计算的值及本文中的优化值相比较表明:用原子电负性及其它参数确定自洽场从头计算中基函数的近优化的非线性参数ξ是可行的.     

量子化学从头计算中的电子云移动模型 (Ⅰ)双原子分子

本文在分子总能量的从头计算基础上提出了一种分子中原子的电子云重心偏离原子核的模型(简称电子云移动模型)。对STO-3G和双ζ从头计算法采用这个模型计算H_2,N_2,F_2,HF,BF,CO等双原子分子总能量,其结果都有明显改进。     

LiH(D,T)同位素分子从头算的解析势能函数

首先, 利用LiH实验光谱常数和同位素效应推导出LiT分子的光谱学常数. 根据双原子分子的光谱学常数, 力常数, 解析势能函数参数同实验测量的光谱常数间的关系, 推导出LiH和LiD分子的力常数和Murrel-Sorbie解析势能函数参数. 其次, 在核间距平衡点两侧谐振频率范围内取若干点, 用量子化学QCISD(T)方法和6-311++(3df, 2pd)基组对LiH及其氢同位素分子进行单点能计算, 并在Born-Oppenheimer近似下用核动能对电子能量进行修正, 而后进一步拟合为Murrel-Sorbie解析势能函数形式, 得到LiH及其氢同位素分子从头算的解析势能函数参数和力常数. 最后, 对比两种方法推导出的各项参数, 结果说明从头算的修正近似方法是合理的, 可以应用到三原子同位素分子解析势能函数的研究中.     

构造从头算的初始Fock矩阵的新方法(Ⅱ)

本文提出了用原子从头算的 Fock 矩阵和扩展的休克尔规则与分子的单电子哈密顿矩阵合成从头算的初始 Fock 矩阵的方法.此法有助于克服从头算的假收敛点和迭代初期的振荡,获得了预期的电子组态.在非限制的开壳层分子的从头算中,用原子Fock 矩阵分别合成α和β电子的初始 Fock 矩阵,可使α和β电子同时取得预期的基态能级.用此方法计算了 CO、B_2、HF 等一批分子,均取得良好结果.     

量子化学从头计算中的电子云移动模型 (Ⅱ)多原子分子

本文用“分子中原子的电子云重心偏离原子核模型”(简称电子云移动模型)从头计算了CH_4,NH_3,H_2O,N_2H_2,C_2H_2,C_2H_4等六个多原子分子,连同本文(Ⅰ)中的H_2,F_2,N_2,CO,BF,HF等六个双原子分子的结果证明,这个模型对于STO-3G和双ζ方法都能使分子总能量明显下降,从而表明在分子中原子电子云重心是互相靠近的而不是固定在原子核位置。这个模型可以用来改善各种量子化学计算结果,而不必对该方法作任何改动。 可用这个模型研究分子的几何构型。     

模型势函数的正则坐标展式确定多原子分子力场的研究

提出了直接在正则坐标下模拟多原子分子力场的方法，在正则坐标下，势能函数的展开式无交叉项，整个模拟过程是以大大简化，用此方法，我们在ａｂ ｉｎｉｔｉｏ水平上获得了多原子分子的力常数，将其用于分子振动分析计算，所得结果优于从头算梯度法等其它理论方法的结果。     

Hellmann—Feynman定理在化学中的应用 Ⅳ、关于异核双原子分子键能的经验计算问题

我们利用气态异核双原子分子中原子的表现电荷和核间距离为参数,来修改鲍林所提出的异核双原子分子键能的经验计算公式。并且利用修改的公式来计算一些比较典型的气态异核双原子分子的键能。计算结果与实验值进行对比。我们的结论是:在异核双原子分子中存在着附加稳定性能量,这就是分子中原子表观电荷之间的静电相互作用能。     

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ab initio方法和ABEEMσπ模型研究含铝金属酶

应用原子-键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEEMσπ模型),通过大量量子化学计算,拟合确定了含铝金属酶体系的ABEEMσπ参数.将这些参数应用到含铝金属酶大分子体系的电荷分布及Fukui函数的计算,结果显示,ABEEMσπ模型计算得到的电荷分布及Fukui函数与从头算和实验结论均有很好的一致性.还进一步计算分析了1L3R酶与丝氨酸结合前后的分子各区域的电荷分布,结果表明,Al 3+是1L3R酶的活性中心,根据结合后分子的Fukui函数可以得出丝氨酸会使1L3R酶的活性降低.另外,通过比较两者结合前后Al 3+的广义Fukui函数,证明了广义Fukui函数可用于该体系分子间反应活性的比较,同时也说明利用ABEEMσπ模型来预测含铝金属酶的抑制剂是可行的.     

微机从头算程序及方法的改进

在从头计算程序 MQAB—80的基础上编制了供 MC68000微型机(16位,1.2兆内存)用的 FORTRAN Ⅵ从头算程序,共包括三个独立的程序:计算闭壳层分子的 RHF 程序;计算开壳层分子的UHF 程序;计算偶极矩、Mulliken 集居数和 Hellmann—Feynman 力等分子性质的 PROP 程序.在双电子排斥积分的计算上作了改进,提高了运算速度.使用原子轨道电负性和原子成键参数等经验数据按 Hückel 规则构造从头算的初始 Fock 矩阵,减少了迭代次数,有效地克服了N_2 O_((?)2)分子的假收敛点.     

应用ABEEMσπ/MM方法计算小分子肽的总能量

把分子力场(MM)和原子-键电负性均衡方法(ABEEMσπ)协调融合在一起,采用ABEEMσπ/MM方法的分子能量计算方法,选取直链烷烃(n=1~10)、丙酮、丁酮、3-戊酮、N-甲基乙酰胺(NMA)、丙氨酸二肽和若干种氨基酸作为模型分子,计算模型分子能量,从而得到不同类型原子价态能量参数.应用这些原子价态能量参数,计算小分子肽的能量.把所得结果与从头算(MP2/6-311++G(d,p))方法计算的结果相比,得出小分子肽能量的绝对偏差小于9.000 0 kcal/mol,相对偏差小于19.000 0×10-6,且均方根偏差3.450 0 kcal/mol,相对均方根偏差6.919 0×10-6.以上结果表明,ABEEMσπ/MM方法计算的分子能量结果与从头算(MP2/6-311++G(d,p))方法计算的结果具有较好的一致性,此外,用ABEEMσπ/MM方法计算分子能量要远远快于从头算(MP2/6-311++G(d,p))方法.     

ZnS的基态分子势能函数（英文）

以六参数的解析势能函数讨论双原子分子,运用原子分子反应静力学原理对ZnS分子的离解极限进行了合理的推导,并采用量子化学从头计算的方法,在B3PW91/SVP,B3LYP/CEP-4G和QCISD/6-311＋＋G（d,p）的理论水平下,对ZnS的基态分子势能曲线进行扫描,根据得出的扫描点作出它们的势能函数曲线,用最小二乘法进行拟合出各势能曲线的各个参数,在此基础上计算出各阶力常数和光谱数据。最后对这三种方法的计算结果进行了比较,得出它们对ZnS分子的势能函数计算是可靠的。     

MgH2基态分子结构与势能函数

用从头算CCSD(T)方法和aug-cc-pVTZ基函数对MgH2分子的结构进行优化,得到其平衡几何构型和谐振频率.根据原子分子反应静力学原理得到可能的电子状态和基态分子的离解极限.并用多体展式理论导出MgH2基态分子的解析势能函数.     

MgH2基态分子结构与势能函数

用从头算CCSD（T）方法和aug-cc-pVTZ基函数对MgH2分子的结构进行优化,得到其平衡几何构型和谐振频率．根据原子分子反应静力学原理得到可能的电子状态和基态分子的离解极限．并用多体展式理论导出MgH2基态分子的解析势能函数．     

用量子力学从头算方法计算BH基态分子（X1∑+）的结构与势能函数

根据原子分子反应静力学原理导出了氢化硼（BH）分子基态电子状态及其离解极限，并采用量子力学从头算方法，分别运用二次组态相互作用QCISD(T)/6-311++G(3df,2pd)方法和高级电子相关偶合簇CCSD(T)/6-311++G(3df,2pd)方法研究了BH分子基态的结构与势能函数，计算其力常数（f2、f3、f4）和光谱参数（ωe、ωeχe、Be、αe、De），结果与实验光谱数据吻合较好.这表明BH分子基态的势能函数可用经修正的Murrell-Sorbie+C6函数表示.     

TiC分子基态(X~3Σ~+)的势能函数

运用Gaussian03程序,使用从头算方法计算了TiC分子基态(X3Σ+)的平衡结构和离解能,利用单点能计算的结果,采用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得出TiC分子的基态分析势能函数,并且计算出TiC分子的光谱常数ωe、ωeχe、Be和αe的值。     

TiC分子基态(X3Σ+)的势能函数

运用Gaussian03程序,使用从头算方法计算了TiC分子基态(X 3Σ+ )的平衡结构和离解能,利用单点能计算的结果,采用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得出TiC分子的基态分析势能函数,并且计算出TiC分子的光谱常数ωe、ωeχe、Be 和αe 的值.     

MgHn+(n=0,1)分子及分子离子的结构与性质研究

使用高水平从头算CCSD(T)方法和aug-cc-pVTZ基函数分别对MgH分子和MgH 分子离子进行几何优化计算,得到基态电子状态分别为X2Σ和X1Σ,基态势能函数可用Murrell-Sorbie函数表达,并计算得到相应的力常数与光谱数据以及MgH分子的垂直电离势.     

低激发态双原子分子力常数的解析计算

利用一种新的双原子分子势能函数得到与其相应的分子力常数计算公式,并由此相应的分子力常数求出低激发态双原子分子的光谱参数,发现其与实验值十分吻合,从而证明了这种双原子分子势能函数及其分子力常数计算公式具有普适性,可用于各种低激发态双原子分子力常数的解析计算,也可用来精确求解双原子分子的光谱参数。     

SiO分子的基态(X1Σ+)势能函数的研究

运用Gaussian03程序,使用从头算方法计算了SiO分子基态(X1Σ+)的平衡结构和离解能,利用单点能计算的结果,采用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得出SiO分子的基态分析势能函数,并且计算出SiO分子的光谱常数ωe、ωeχe、Be和αe的值,计算结果与实验值符合得较好.