单核Co(Ⅱ)配合物C18H14CoN4O2的密度泛函研究

用密度泛函理论,在ROB3LYP/LANL2MB水平上,对单核配合物C18H14CoN4O2进行了理论计算.探讨该配合物的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷、电子自旋布居规律及前线的一些分子轨道的组成特征,为该类配合物的合成及分子组装分析研究提供理论参考.     

含羟基或羧基化合物的氢键酸度的表达式

研究了 70个含羟基或羧基化合物的氢键酸度 ∑αH2 与分子的均衡电负性Xeq,烷基的极化效应指数PEI以及分子中羟基氧或羧酸中羟基氧原子上的净电荷q0 之间的相关性。结果表明 ,对含醇羟基或酚羟基的化合物 ,氢键酸度∑αH2 与上述三参数存在较好的相关性 ,回归系数R可达 0 96 8;若除去其中含杂原子的化合物 ,回归系数R得到进一步提高 ,为 0 986 ;对含羧基的化合物 ,氢键酸度 ∑αH2 仅用两个参数 ,分子的均衡电负性Xeq 和氧原子上的净电荷q0 就可以得到很好的描述 ,R为 0 985。     

量子化学从头计算法计算石墨微晶中碳原子的净电荷

采用从头计算法在RHF/STO-3G水平上对石墨微晶中不同位置碳原子的净电荷进行量化计算;研究碳原子的净电荷与炭材料的微观结构变化规律;根据石墨的结构与成键特征,将石墨表面的碳原子分为边缘碳原子与基平面碳原子.研究结果表明：在单碳层及含多层碳的石墨微晶中,不同位置碳原子的净电荷数差别较大;基平面碳原子的电子云密度较小,均带部分正电荷;部分边缘碳原子的电子云密度较大,净电荷为负.随着平行于碳层的微晶尺寸La及垂直于碳层的微晶尺寸Lc的增大,边缘碳原子中电子云密度最大的碳原子所带的负电荷增加.     

C24H16N7O9Sm的晶体合成、结构与性质研究

用水热合成法合成了配合物C24H16N7O9Sm,并通过X单晶衍射测定了晶体结构.该配合物是以单核零维分子形式存在,中心离子Sm3+分别与邻菲啰啉上的氮原子和硝酸根上的氧原子以双齿螯合方式配位,配位数是10.通过红外、紫外、荧光光谱分析及热重分析,表明标题配合物具有良好的热稳定性,在292cm-1处有一强的紫外吸收峰,在634nm处的荧光发射峰强度最大,为Sm3+的4 G5/2→6 H9/2的电荷跃迁的特征发射光谱.     

DNA分子能带结构及载流子性质研究

采用扩展的紧束缚模型，计算了DNA分子的基态及激发态的能带结构及晶格位形，探讨了净电荷的布局分布，研究了DNA分子中载流子的性质，发现极化子是带电的DNA分子所呈现出的主要的元激发．     

平行板纳米通道中生物分子迁移的分子模拟

基于GROMACS程序包,建立了蛋白质分子和离子在平板型纳米通道内的流动模型,对3.1 nm高的平行板纳米通道内的迁移过程进行了分子模拟,并对均方根偏差分布、水分子密度分布、离子浓度分布等模拟结果进行了讨论.结果表明:水分子在壁面附近出现分层现象,并且形成致密层,密度达到2 500 kg/m3,在中间区域分布平稳;蛋白质分子在离子和电场作用下做翻转和平移运动,沿着电场方向通过管道;通过比较通道表面带电和不带电两种情况下的粒子分布,得出通道壁面对溶液中离子的静电作用是出现"电荷倒置"现象的原因.     

托卡马克等离子体中杂质模的研究

利用数值积分方法求解色散方程,研究托卡马克等离子体中杂质模的不稳定效应,分别模拟了不同杂质离子所激发的杂质模在不同参数下的变化情况.结果表明,杂质模驱动的等离子体不稳定性通常随杂质离子的质量和电荷数增大而增大,但也有反常的情况,质量很大的杂质离子可能导致更小的不稳定性.杂质模的激发必须使杂质离子浓度超过一定的阈值,杂质离子越轻,电荷数越低,阈值越大.更强或更弱的磁剪切效应都有利于抑制杂质模的不稳定性.在k_(θρ_s)谱图中,钨(W~(+8))杂质模有更小的谱宽度.     

动态光散射测定电介质溶液中蛋白质 HAMAKER常量实验研究

通过动态光散射技术间接的测量了电介质溶液中蛋白质的Hamaker常量.溶液中粒子的扩散系数对浓度的一阶线性依赖关系主要取决于粒子在溶液中所占的体积分数和粒子间的排斥力与吸引力.通过动态光散射技术测量不同离子强度不同浓度蛋白分子的扩散系数,根据扩散系数随蛋白浓度变化的斜率与离子浓度变化的相关性,回归出蛋白的Hamaker常量和蛋白的有效电荷.     

用密度泛函理论预测带电半透膜性质

从分子水平上研究半透膜的性质在生命科学、化学以及化学工程中有着重要的作用。该文采用密度泛函理论研究了带电半透膜附近各种离子的分布情况,其中除静电作用外,膜与其附近的离子之间的色散能用方阱势能函数来表示。研究表明用密度泛函理论预测的不同膜面电荷密度和不同离子直径比情况下离子在半透膜附近密度分布与M on teC arlo模拟数据符合得很好。密度泛函理论预测结果表明,膜面电荷密度越大,被吸附到膜中的离子越多,膜面电荷对大离子密度分布的影响要大于小离子。     

轴向电场对纳米管道中溶液离子径向分布的影响

用分子动力学模拟的方法,研究了轴向外加电场强度对圆柱形纳米管道中NaCI溶液离子径向密度分布的影响.仿真结果表明,纳米管道两端的外加电场强度增大时,系统的瞬时动能增加.离子获得较大的径向动能就可以克服所在位置势能束缚,运动到使原来浓度峰值减小的径向位置,以保证系统的自由能减小,从而导致离子径向浓度峰值变小.壁面电荷密度越小,离子受到壁面电荷的束缚就越小,这一现象越明显.由于离子的径向分布对电渗流有直接影响,因此这一仿真对电渗流的理论研究和利用外电场实现离子分离的纳流体器件的设计具有重要的参考价值.     

Pu(H_2O)_5~(3+)和Pu(H_2O)_5~(4+)团簇的相对论密度泛函研究

用TPSSTPSS密度泛函方法,Pu离子和H2O分子分别采用相对论有效原子实势(RECP)和6-31g基组,研究了Pu(H2O)53+和Pu(H2O)54+团簇溶剂化和非溶剂化效应中的几何结构及紫外可见吸收光谱.计算结果表明:水溶剂环境对Pu(H2O)53+及Pu(H2O)54+团簇的几何结构影响都比较明显.NBO电荷分析表明水分子与钚离子之间没有直接的电荷转移.所研究团簇的未配对电子都占据5f轨道.在气相及水溶剂环境下,所研究团簇的紫外可见吸收光谱存在较大差距.主要的吸收峰大都源于f电子之间的跃迁.     

热尘埃等离子体中尘埃声波的调制不稳定性

通过约化摄动法,得到了描述具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中尘埃声波的非线性薛定谔方程,并研究了热尘埃等离子体中低温离子未受扰动的数密度、低温离子温度、高温离子未受扰动的数密度、高温离子温度、尘埃微粒的温度对尘埃声波调制不稳定性的影响.结果表明,具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中尘埃声波是调制稳定的,低温离子未受扰动的数密度是影响尘埃声波调制不稳定性的主要因素.具有2种离子温度且尘埃微粒电荷可变的热尘埃等离子体中仅存在暗孤子.     

二吡啶苯并二氮杂酮化合物抑制HIV-1的定量构效关系研究

应用量子化学MP3方法对电子结构进行优化,并用MNDO方法计算了21种二吡啶苯并氮杂酮化合物的电子结构,并对其抑制HIV-1病毒活性进行了QSAR研究,结果得到了一个多元线性方程.二吡啶苯并氮杂草酮化合物的活性与7位上的净电荷Q7、偶极矩DIPO以及C环上的净电荷Qc之间有较大的关系.当7位上的正电荷越多则活性越大,分子的偶极矩越小则活性越大,当C环上的净电荷总和越负则活性越大.相关分析的数据还表明,在影响活性大小的诸多因素中,Q7的影响最大.其次是logP与DIPO.据此,可以预测并指导合成有关的抗HIV-1的药物.     

带电纳米管道对K离子水合作用影响的模拟研究

采用分子动力学方法模拟了三种不同电荷密度的带电纳米管道对钾离子的水合作用产生的影响.模拟以半径为0.678 nm的无限长单壁椅型带电碳纳米管为纳米管道模型,讨论了在三种不同的电荷密度情况下,钾离子和水分子在管中的径向分布,钾离子水合层中水分子的径向分布以及钾离子第一水合层的水分子数.模拟结果表明,在电荷的影响下,钾离子和水分子在管中的径向分布未有明显的变化,而钾离子水合层的水分子的径向分布以及钾离子第一水合层的水分子数却产生了一定的变化.这说明纳米管道上的电荷会对离子的水合作用产生影响.这些发现将对进一步理解生物离子通道对离子可选择性机理和设计纳米流体器件有一定的意义.     

H_2分子在Al_(17)~q(q=-3～+3)表面吸附的电荷效应

Al_(17)团簇具有明显的曲率变化,其几何结构与宏观金属尖端类似.利用密度泛函理论研究H_2分子与Al_(17)~q(q=-3～+3)团簇离子的相互作用,分析电荷效应对几何结构、稳定性和电荷布居的影响.通过对(Al_(17)H_2)~q(q=-3～+3)吸附体系的吸附结构、吸附能、振动频率和Mulliken布居的计算与分析,发现H_2分子在Al_(17)~q(q=-3～-1)阴离子吸附体系上倾向于垂直吸附在曲率较大的尖端位置,并且为顶位吸附,这与宏观的尖端效应类似,但在中性和阳离子吸附体系上,随着电子数的减少,H_2分子倾向于平行吸附在曲率相对较小的位置,且主要为桥位和穴位吸附.究其原因,认为阴离子吸附体系中库仑排斥占主导地位,而阳离子吸附体系中电子轨道重叠占据主导作用.吸附稳定性和电荷分布方面,研究发现H_2分子在Al_(17)~(3-)表面具有最大的吸附能,在Al_(17)~(2+)表面具有最小的吸附能.电荷主要被Al团簇基底占据,并且除Al_(17)H_2以及(Al_(17)H_2)~(3+)外,其他吸附体系中2个H原子都携带了电性相反的电荷,靠近阴离子基底的H原子携带正电荷,而靠近阳离子基底的H原子倾向于携带负电荷.     

飞秒激光驱动的分子库仑爆炸研究

飞秒强激光作用下,分子发生多电荷电离,产生高价分子离子.由于电荷间的库仑排斥作用,高价分子离子会发生库仑爆炸,生成的碎片离子具有较大平动能量.本文结合在北京大学开展的飞秒强场分子库仑爆炸研究,介绍了飞秒强激光驱动的分子库仑爆炸的重要进展、潜在应用和未来发展方向.     

双酚A与双酚B的结构与性质量化

利用量子化学密度泛函理论,采用B3LYP方法在6－311++G(d,p)水平上计算了双酚A的分子结构和电子结构.对双酚A的几何构型、键级、光谱、净电荷布居等进行分析,结合前线轨道理论研究了分子的稳定性和反应活性,同理推导了双酚B的相关性质.利用不同的计算方法研究2种分子的热力学性质,同时给出不同温度的热力学性质参数.     

Nn(CH)4-nH4（n=0～4）的结构与性质的理论研究

采用密度泛函方法在B3LYP/6-311＋＋G**基组水平下优化了用(CH)n（n=1～4）逐个取代N4H4中的N原子后所得到的10种N4H4及其取代化合物,并结合自然键轨道理论（NBO）,分子中的原子（AIM） 和G3B3 对化合物的几何构型,成键特征,能量及稳定性,生成热进行了研究. 同时对它们的原子电荷、偶极矩等进行分析. 分析了碳氢取代后化合物含能性质的影响,结果表明: 随着碳氢数增加,分子能量降低,G3B3计算结果显示随着分子中碳氢取代数增加,各含碳氢化合物的生成热降低,这样就说明了N4H4是种     

溴离子选择电极法研究温度和添加剂对CTAB的CMC的影响规律

用溴离子选择电极法测定十六烷基三甲基溴化铵在不同温度和不同添加剂存在下的临界胶束浓度,得到CMC的变化规律;随温度升高,CMC逐渐增大;随有机醇中烷基复杂程度的增加,CMC逐渐降低;随无机盐中负离子电荷数升高,CMC明显降低．     

铼、钌太阳能电池染料稳定性电喷雾质谱研究

利用电喷雾质谱(ESI-MS)对敏化纳米二氧化钛太阳能电池用染料2,2′-联吡啶-4,4′-二羧酸乙酯的铼络合物(络合物1)和钌络合物(络合物2)进行了分析,通过变换不同的源内CID电压,研究了络合物及其配体的稳定性.结果表明,由于络合物1的空间结构相对拥挤,随着CID电压升高,其中的吡啶配体容易发生离解并形成稳定的联吡啶三羰基配位离子[(4,4-(′COOEt)2-bpy)Re(CO)3] .而络合物2在较高的CID电压下(110V)会发生联吡啶环上取代基的中性C2H4小分子丢失,其单电荷离子比二价电荷离子稳定.这些是影响太阳能电池用敏化染料稳定性的主要因素.