Keggin型α-[HxW12O40]（8-x）-（x=1～4）中心质子数及笼腔内外质子传递的DFT研究

采用密度泛函理论研究了Keggin型α-[HxW12O40](8–x)–(x=1~4)的中心容纳质子数以及中心质子通过Keggin笼腔进行内外转移的机理.在O3LYP/LanL2DZ水平下,对气相中各物种结构进行了全优化,得到了质子化前后各物种的稳定构型,找到了质子通过笼腔进行内外转移的过渡态,并用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对各过渡态进行了确证.在极化连续介质模型(PCM)下,考察了体系的溶剂化效应.理论研究不仅阐述了颇有争议的单质子中心和4质子中心物种存在的可能性,而且揭示了质子通过Keggin金属氧笼进行转移和传递的微观机制,理论计算结果与实验事实相一致.     

磁单极及其对质子衰变的催化作用

存在磁单极是大统一理论的基本结论。近年来的理论研究表明,磁单极具有许多奇妙的性质,其中最令人惊奇的是它可以催化质子衰变。《磁单极及其对质子衰变的催化作用》一文按理论发现和实验发现的顺序,力图用规范群的几何直观概念,介绍了磁单极及其对质子衰变的催化作用,同时也提出与讨论了现有的理论结构和实验结果中有待进一步搞清的问题。     

化学硬度-反应活性-物质性能(Ⅳ)——酸碱加合物的聚居性

软硬酸碱在理论上逐渐深化,软硬酸碱原理从实验数据的总结分类,进步到有了扎实的理论基础。在应用方面从定性上能够解释许多化学现象,前进到力求定量化阐明问题。在对酸碱加合物作一些定量工作时,发现了酸碱加合物的一种聚居性,并且推导出了聚居性的方程。作者曾经从Berlin模型展开讨论过此聚居性,本文将从另一个角度讨论它。     

质子会衰变吗?

我们周围的一切物质都是由原子组成的.原子内部含有质子.质子长期以来被看作是永久不变的东西.质子果真是稳定不变的吗?这是目前物理学界正在研究的一个重大课题.多年前我们就提出过粒子缓慢演化的猜想.近几年来,国外许多理论物理学家从大统一理论的角度纷纷提出质子衰变的预言,还定量地预测质子的寿命约为10~(31)～10~(32)年.最近,许多     

酸碱体质理论 一场伪科学骗局

正"碱性体质生男孩概率大。""酸性体质易得癌。""吃肉多的人必然是酸性体质。""睡觉不好、易疲劳是酸性体质引起的。"……相信很多人或多或少见过这类曾经在朋友圈流传甚广的传言,但随着酸碱体质理论创始人罗伯特·扬的受罚,"酸碱体质"的伪理论也因此被推翻。从2002年这一理论畅销,一直到2018年末,酸碱体质理论的拥趸反复将这一理论"抛售"出来,而辟谣者则与此展开了一场漫长的拉锯战。     

高岭石／甲酰胺插层的^1H魔角旋转核磁共振谱

应用高转速^1H魔角旋转核磁共振技术，区分高岭石结构中的内羟基和内表面羟基，研究高岭石／甲酰胺插层机理，内羟基质子的化学位移δ＝－1.3--0.9，内表面羟基δ－2.4-3.0，高岭石／甲酰胺插层复合物的^1H核磁共振谱出现3个质子峰，内表面羟基与甲酰胺羰基形成氢键后质子峰向高场方向位移至δ＝2.3-2.7；由于氨基质子在高岭石复三方孔洞的嵌入，在氨基质子与内羟基质子之间产生范德华效应，使内羟基质子峰向低场方向位移至δ＝－0.3，插层作用产生的附加质子峰为δ=5.4-5.6，归属于与高岭石四面体氧原子形成氢键的氨基质子。     

科技传真

夸克理论面临挑战 科学家最近在德国汉堡强子电子环形对撞机上进行的实验表明,目前被认为不可分割的物质基本单位夸克可能由更小的粒子组成。 来自德国、英国等国家的科学家分成2组进行实验,他们得出了相似的结论,即夸克可能由更小的粒子“小夸克”(Leptoquark)组成。这一结论对统治近代粒子物理学20多年的夸克理论形成强有力的挑战。 夸克理论认为,夸克共有6种,是组成物质的基本单位,是不可分割的。包括质子在内的强子由3个夸克组成。根据这一理论,当大量电子与质子相撞时,会有少数电子与质子中的夸克撞个正着被反弹回来,因而一定数量的电子和质子在以一定速度相撞时,反弹回来的电子数量也是一定的。然而科学家们在实验中却发现,实际反弹回来的电子数量远超出了预计数量。     

窥探质子深处

窥探质子深处研究人员通过德国汉堡的强子电子环形加速器（ＨＥＲＡ）发现，质子内部显示出特有的团块状，而且，它们与单个的夸克和胶子不同．电子和质子的高能量的冲撞结果表明，电子有时深入到质子的内部碰撞到深藏在质子中的一种新的粒子．“这是我们所没有料到的，’...     

基本粒子的反常磁矩和电磁质量差的关系

SU(3)群的八重态理论曾经预言各种超子的反常磁矩μ的值。到现在为止,人们尚无法用实验直接测量这些超子(除A超子外)的磁矩来和理论比较。早些时候,Feynman和 Speisman以及Oishi和Katsumori已经用计算说明核子反常磁矩的存在是使得中子比质子略重的原因。如果核子只通过电荷e和电磁场作用,那么质子和电磁场间的作用将产生电磁质量,这就使得质子的质量大于中子的质量。但质子还可以通过反常磁矩和电磁场作用,这两种作用的相互干涉使得质子的电磁质量反而小于纯粹由反常磁矩所产生的中子的电磁质量。这正是我们所观察到的情况。在场论计算里,上述造成电磁质量的过程由图1     

激光加速质子束肿瘤治疗研究现状与展望

质子放射治疗是现代癌症治疗的重要手段之一,由于其精确的靶区剂量递送和良好疗效而得到了广泛的关注.基于高功率激光器的激光质子加速技术有望通过小型化和低复杂度等优势为质子治疗提供具有竞争力的加速方案.同时,激光质子束还具有宽能谱、超高瞬态流强和超短脉冲等特点,为探究超高剂量率放疗导致的生物学效应及可能的优势提供了有利的研究条件.在过去的数年里,我们借助北京大学紧凑型激光等离子体加速器以及在建的北京激光加速创新中心实验平台,陆续开展了涵盖激光质子加速、束流传输控制、辐射生物学和免疫学等方面的理论与实验研究,以探讨激光质子放疗的可行性与优势.本文从这些方面对国内外前沿研究进行了总结,并着重探讨了剂量递送与生物学效应方面的研究进展和面临的问题,最后对激光质子放疗的未来发展前景进行了讨论和展望.     

一种测定有机物的Lewis酸碱性的新方法

自从Lewis酸碱理论创建以来,如何对数量庞大而且不断增加的有机物的Lewis酸碱强度进行定量,一直是令人困挠的难题。Gutmann等人和Kainlet等人在这个方向上取得了突出进展。他们分别利用热力学方法、~(31)P-NMR和~(19)F-NMR方法测定了有限数量化合物的酸碱性,其研究结果都得到了广泛的应用。     

中心质子化对Keggin型ɑ-[H_xW_(12)O_(40)]~(8-x)-(x=1～4)结构性能影响的DFT研究:笼内约束氢键的电子结构(I)

在前期理论研究的基础上,进一步采用密度泛函理论(DFT)中的O3LYP方法,研究了具有不同数目的中心质子对?-[HxW12O40](8?x)?(x=1~4)的几何结构和电子结构的影响.在LanL2DZ基组水平下,优化得到了各物种的稳定构型,并对优化好的构型作了NBO计算分析.研究发现,Keggin金属氧笼内质子的进入,对标题化合物的中心结构产生了较大影响,这些中心质子不仅被Keggin的金属氧笼"包合",而且与Keggin的4个中心氧之间构成了不同类型的四面体结构,同时还形成了强弱和取向不同的"笼内氢键",这些氢键受到Keggin金属氧笼(直径约7?)的"束缚"而成为"笼内约束氢键".基于键价(BV)模型,对这些特殊的分子内氢键进行了系统分析,首次提出了?-[HxW12O40](8?x)?的中心质子数具有"饱和性",并推测了标题化合物金属氧笼内质子的饱和度为6.这就从理论上科学回答了该类化合物金属氧笼中心到底能够容纳多少质子的困惑问题.     

苝醌分子内质子传递过程中的偶极矩变化

用半经验量子化学方法AM 1对各种状态的醌 (PQ)分子内质子传递过程的偶极矩做了计算 .发现除PQ负离子 (PQ-)的偶极矩存在极小值外 ,其余状态均为极大值 ,而且除基态PQ外 ,其他状态的偶极矩变化都相当大 .这为解释PQ分子内质子传递过程的溶剂作用奠定了理论基础 .     

质子结构与质子自旋组成是什么?

质子结构是人们对物质深层次结构认识的最前沿,高能反应实验特别是电子质子深度非弹性散射实验的开展,推动了理论研究的不断深入,发展出量子色动力学基础上的部分子模型,成为描述质子结构的标准动力学图像,更新了人们对物质结构认识的观念,也为检验量子色动力学、研究其性质与应用方法提供了一个核心前沿基地,发展出因子化定理与共线展开等重要方法.而近年来实验对质子自旋结构、质子电磁半径的测量相继引发的"质子自旋之谜"与"质子半径之谜"等,更加激发了粒子物理与核物理学界的研究兴趣,对质子结构的研究也从简单的一维纵向运动深入到包括横动量和自旋依赖的三维情形,从单纯的数密度分布扩展到各类的自旋与动量关联函数,包括描述量子干涉效应在内的阶压低的高扭度分布函数,研究内容与研究方法不断地更新.近期新的实验基地,如美国电子离子对撞机等的建设更将推动该方向研究迎来快速发展的高峰期,我国规划中的相应的大科学装置也有望在该领域的研究中发挥重要作用.     

聚电解质燃料电池中的质子交换膜研究进展

聚电解质燃料电池(polyelectrolyte fuel cells, PEFCs)是汽车、固定式和便携式应用中极具前途的可清洁发电设备.质子交换膜是PEFCs中的重要组成部分之一.它在电池中起着阻隔燃料、传递质子的作用,其性能的优劣会直接影响PEFCs高效、稳定的运行.本综述主要总结了近20年质子交换膜的发展历程,从PEFCs的工作原理出发,首先引出质子交换膜在PEFCs中的重要作用,然后考察了质子交换膜的结构特点及其应用于PEFCs的传质特性.重点强调了质子交换膜结构对低温PEFCs性能的影响,主要包括全氟质子交换膜、含氟质子交换膜和非氟质子交换膜,以及近期开发的新一代质子交换膜.在低温质子交换膜的基础之上,还针对高温PEFCs介绍了高温质子交换膜的发展和面临的挑战.最后,展望并预测了未来质子交换膜的发展方向.     

高能物理中的非加速器实验

高能物理的同义词是基本粒子物理.在这个学科中有很多令人感兴趣的新领域,并不需要高能的大型加速器.在高能物理学中,一个目前尚小、但正在增加的部分,就是进行与基本粒子相关联的非加速器实验. 这类实验之一,是探测自由质子的自发衰变.企图统一强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的大统一理论预言,夸克和轻子并非绝对不变,而有可能由一种形式变为另一种形式,尽管其变化速度极为缓慢.这种假设的必然结果就是,质子也是不稳定的,会通过自发的放射性衰变而成为一个正电子(即带正电荷的电子)和一个介子.这个理论断言:质子的寿命大约为1030年.换言之,如果对     

苝醌分子内质子传递过程中的偶极矩变化

用半经验量子化学方法AM 1对各种状态的醌 (PQ)分子内质子传递过程的偶极矩做了计算 .发现除PQ负离子 (PQ^-)的偶极矩存在极小值外 ,其余状态均为极大值 ,而且除基态PQ外 ,其他状态的偶极矩变化都相当大 .这为解释PQ分子内质子传递过程的溶剂作用奠定了理论基础.     

从HERA看质子的结构

世界上第一台电子－质子对撞机正在探索质子内部１０＾－１６ｃｍ层次的秘密，这项研究要一直延伸到下一世纪，但是目前已获得了一批非常有趣的结果。     

组成DNA的小分子配体和芳香氮碱配合物的堆积作用

评述了组成DNA的配体和芳香氮碱配合物分子内芳环间堆积作用的研究现状及作者的研究成果。着重介绍了几个重要的三元混配配合物体系：核苷酸－金属离子－多元芳胺、氨基酸－金属离子－多元芳胺、核苷酸－金融离子－类吡啶芳胺、核苷酸－金属离子－氨基酸、核苷酸－金属离子－核酸碱基、核酸碱基－金属离子的研究进展，并讨论了影响配合物分子内芳环间堆积作用的几个主要因素。从研究组成DNA的小分子配体和芳香氮碱配合物堆积作用着手，进一步阐明大分子DNA和芳香氮碱配合的作用机制，并为设计和合成作为DNA的分子器件的配合物提供理论基础。     

为使质子重离子放疗从利器走向“神器”——小记上海市质子重离子医院孙筠博士

<正>质子重离子治疗癌症是近些年的新玩意。3年前国内首家质子重离子医院在上海开张,媒体做了很多报道,引起社会关注,很多晚期肿瘤患者把这种治疗手段视为带来希望的治癌利器。对一般人来说,这种治疗方式蛮神秘的,我也比较好奇。年初的2017级启明星颁证暨交流活动上,来自上海市质子重离子医院(复旦大学附属肿瘤医院质子重离子中心)的