弱结合分子Ar-HF结构与能量相关效应

采用二阶、三阶Moller-P lesset微扰理论方法(MP2,MP3),组态相互作用方法(QC ISD)及密度泛函理论方法(B3LYP),在6-311 G**基组下对弱结合分子体系ArHF进行了ab in itio计算,得到了Ar-HF体系的两个不同的线型平衡几何结构-ArHF、ArFH及其角型异构分子的结构,并计算得到了这几个异构分子的热力学常量和谐性力常量,进一步考察了不同方法对弱结合分子的影响.     

氟、氯原子与甲烷反应的从头算直接动力学研究

用MP2方法对F、Cl原子与CH4的反应进行了研究.反应物、产物和过渡态的几何优化和振动分析在MP2/6-311＋G（d,p）水平下进行,反应路径的势能分析在CCSD（T）/6-311＋G（3df,2p）水平上对MP2/6-311＋G（d,p）优化的几何结构进行单点能校正.用传统过渡态理论和正则变分过渡态理论,并考虑小曲率隧道效应计算了正向反应的速率常数.     

乙酰胺-甲醇分子氢键团簇的理论研究

在MP2/6-31+G(d)水平上,对6种乙酰胺-甲醇分子氢键团簇构型进行几何全优化和振动频率计算,然后在MP2/6-311++G(2df,2p)水平上计算分子间相互作用能,并利用自然轨道理论探讨乙酰胺和甲醇相互作用的本质.通过自洽反应场理论中的Onsager溶剂模型,研究溶剂对乙酰胺-甲醇团簇几何构型、体系稳定性、电荷转移及偶极矩的影响.     

CH3Cl分子间相互作用的理论研究

在MP2／6—311＋＋G（3d,3p）电子相关校正水平上,对CH3Cl二聚体可能存在的几何构型进行全自由度能量梯度优化,发现有三种势能面上极小点的构型。进一步在高级电子相关校正的MP4SDTQ、CCSD（T）／6—311＋＋G（3df,3pd）方法水平上,对其中具有平面环状C2h对称性的总能量最小的构型进行精确计算,得到CH3Cl二聚体的结合能为-8．764KJ／mol。能量分解表明在分子间相互作用中色散与静电相互作用相近,色散与静电作用能分别占总吸引能的41．8％和38．1％。分析了二聚体的谐振频率,并进行了频率归属。     

脯氨酸-水二聚体分子间相互作用的理论研究

在B3LYP/6-311＋G（d,p）水平下优化得到了脯氨酸-水二聚体势能面上的4种低能优化构型。利用MP2/6-311＋G（d,p）方法计算脯氨酸-水二聚物平衡结构的偶极矩,原子电荷布居和分子间相互作用能。经BSSE校正后的相互作用能依次增强的顺序为Ⅳ〈Ⅱ〈Ⅰ〈Ⅲ,最稳定结构Ⅲ的相互作用能为-33.74 KJ/mol。     

基于NTO类型图解苏氨酸分子体系的价层激发

在B3LYP/6-31G(d)基组水平上优化隐式溶剂甲醇下右旋体苏氨酸（R-Thr)分子的几何构型， 根据该结构， 在Mo6-2X/6-311G(d)、TZVP和def2-TZVP基组水平上， 用含时密度泛函理论（TDDFT）方法进行电子激发计算，并通过指认自然跃迁轨道（NTO）类型方法研究R-Thr-CH₃OH分子体系价层电子激发类型. 结果表明: TZVP基组与def2-TZVP基组激发类型判断结果基本一致，6-311G(d)基组与其他两种基组水平对比， 激发类型判断结果差异较大；NTO类型分析与理论数据Δr指数分析配合使用，对R-Thr-CH₃OH分子体系电子激发类型和激发模式指认具有实际意义.     

气相中Ir^＋与CH4分子自旋禁阻反应中C—H键活化机理的理论研究

采用密度泛函理论和高级电子相关耦合簇方法,在CCSD（T）/6-311＋＋G（3df,3pd）//B3LYP/6-311＋G（d,p）的理论水平下,研究了3个自旋态势能面上自旋禁阻反应Ir^＋（^5F）＋CH4（^1A1）→IrCH2^＋（3A″）＋H2（1Σg^＋）的微观机理,通过自旋-轨道耦合的计算,讨论了势能面交叉和可能的自旋翻转过程.结果表明,Ir^＋与CH4的反应中不同势能面之间的“系间窜越”（ISC）将会发生,分子体系通过3次自旋翻转沿着热力学最有利的反应路径进行,最优的反应路径总放热量为44.64 kJ/mol.运用Harvey等的方法优化出最低能量交叉点（MECP）,并计算了MECP处相应的自旋-轨道耦合常数（SOC）,分别为346.95,2 545.62,2 990.98 cm^-1,较大的SOC值说明了自旋翻转是有效的.     

环三硅烯及其相关分子的量子化学计算研究

使用密度泛涵法（B3P86，B3LYP）和MP2法，在6-311 G（d,p）和6-311 G（3df,2p）基组下，对环三硅烯、环三锗烯和相关分子进行了优化几何构型的量子化学计算，计算结果表明，环三硅烯、二硅杂环三锗烯为平面分子，环三锗烯、二锗杂环三硅烯为反式弯曲几何构型，利用计算的分子总能量比较了二硅杂环三锗烯两种异构体和二锗杂环三硅烯两种异构体的相对稳定性。     

氮方酸光学性质的理论研究

采用DFT/B3LYP/6-311+G(d,p)、MP2/6-311+G(d,p)和MP2(full)/6-311+G(d,p)优化了氮方酸的几何构型,计算发现DFT/B3LYP/6-311+G(d,p)方法优化的几何构型较为合理.用TDDFT/B3LYP/6-311+G(d,p)和GIAO及SCRF方法对其NMR、IR、UV和FL光谱吸收光谱进行计算,发现溶剂对其光谱有影响,但溶剂介电性能对光谱影响较小.     

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.     

CO与HO2或NO2反应机理的计算研究

用密度泛函DFT（B3LYP）方法和MP2从头算方法，在6-311G（d，p），6-311＋＋G（d，p）基组水平上研究了CO＋HO2-C02＋OH，CO＋NO2-CO2＋NO2个反应的过渡态结构和反应机理，沿IRC分析指出反应均为协同完成的一步反应．同时计算了2个反应的活化位垒和反应焓变，并与实验估计值进行了比较．对CO与H02的反应采用MP2／6—311＋＋G（d，p）方法，计算所得反应位垒为100．98kJ／mol，与实验估计值93．60kJ／mol基本接近，对CO与N02的反应采用B3LYP／6—311＋＋G（d，p）方法，计算所得反应位垒为115．99kJ／mol，比实验估计值141．51kJ／mol低25．52kJ／mol．计算同时表明2个反应均为放热反应．     

Cl原子与CH3OCH2Br反应机理的量子化学研究

对C1与CH3OCH2Br的反应进行了量子化学研究．在MP2／6-311G（d，p）水平上优化了反应势能面上各驻点的几何结构，并在QCISD（T）／6-311G（d，p）水平上计算了各驻点的能量．通过内禀反应坐标（IRC）计算，对反应过渡态进行了确认，并确定了反应的机理．     

对一些叠氮化合物的叠氮自由基键离解能的计算

用4个高精度的完全基组CBS(CBS-Q,CBS-QB3,CBS-Lq和CBS-4M),B3LYP/6-311G,B3LYP/6-311 G和MP2配合6-311G与6-31 G等多个不同大小的基组的计算方法,对HN3、CH3N3、C2H5N3、NCN3、C2H3N3和NH2CH2N3中离解掉叠氮自由基(·N3)时的键离解能进行计算.将计算的键离解能与实验值进行比较,发现B3LYP和4种完全基组计算方法都不能为这些叠氮化合物计算出满意的键离解能,而MP2方法,尤其配合6-31 G基组时,能够计算出与实验值吻合得很好的R—N3键离解能.因此,当计算这些中小型叠氮化合物中离解掉叠氮基的键离解能时,用MP2/6-31 G是一种可靠的计算方法.     

MgS(X~1Σ~+)和MgS_2(X~1A_1)基态的平衡结构与光谱常数

运用QCISD,QCISD(T),CCSD,CCSD(T)等方法,6-311G,6-311++G(d,p),6-311G(df),6-311++G(3df,3pd),aug-cc-pvdz,aug-cc-pvtz等基组对MgS基态X1Σ+的平衡结构进行优化计算.得出运用CCSD/6-311G(df)方法的结果与实验值最接近;然后用此方法对MgS基态X1Σ+进行谐振频率计算,谐振频率为ωe=537.962 4cm-1,并用最小二乘法把扫描计算的单点能拟合为Murrell-Sorbie函数,由势能函数参数计算与MgS基态X1Σ+相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.运用CCSD/6-311G方法计算了MgS2(X1 A1)基态的平衡结构与光谱常数.这些数据为MgS团簇的应用研究提供了理论依据.     

As2（X1∑g+）基态的平衡结构与光谱常数

运用B3P86,B3LYP,QCISD,QCISD(T),CCSD,CCSD(T)等方法、6-311G,6-311++G(d,p),6-311G(df),6-311++G(3df),6-311+G(3df),aug-cc-pvdz等基组对As2基态的平衡结构进行优化计算.计算结果与实验值进行比较,得出B3LYP/6-311+G(3df)基组为最优基组;然后对As2基态进行谐振频率计算,得到谐振频率cm-1,并进行单点能扫描计算,用最小二乘法拟合为Murrell-Sorbie函数,由势能函数参数计算与As2基态相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.这些数据为砷团簇研究提供了理论依据.     

双原子氟化物分子键长的计算

用MPn(n=2,4)方法,分别在6-31G(d)、6-31G(d,p)、6-31+(d,p)、6-31++G(d,p)、6-311G(d,p)、6-311++G(d,p)、6-311G(3df,3pd)、6-311++G(3df,3pd)基组下对十八个双原子氟化物分子的平衡几何结构进行优化,求出了它们的键长。通过与实验值比较可知,用MP2的方法进行平衡几何优化求得的双原子氟化物分子键长更可靠。