N2-N2二聚物分子间相互作用势的从头算

采用改进的MP2方法和传统的MP2、MP3、MP4方法, 结合6-31+G(2df)、6-311+G(2df)、AUG-cc-pVTZ在内的多种基组对N2-N2分子间相互作用势进行了比较研究. 结果表明：用MP4方法计算得到的相互作用势介于MP2与MP3的结果之间,与传统意义上的MP2计算结果介于MP3与MP4的结果之间不同.分子间的相对方位对分子键长影响很大.分子间相隔很近时,这种影响越为明显.改进的MP2方法,在平衡位置对传统方式得到的势能曲线有明显的改善.同时发现BSSE误差不容忽视.     

He-HF碰撞体系相互作用势模型的理论研究

根据在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HF相互作用能的数据,作者用Murrell-Sorbie势函数形式构造了He原子与HF分子相互作用各向异性的势模型,并与其它势模型进行了比较;然后采用公认的精确度较高的CC近似方法,计算了He-HF碰撞体系的微分散射截面,计算结果与实验结果符合较好.研究表明,作者所构造的势模型不但表达形式简洁,而且能较好地描写He-HF系统相互作用的各向异性特征;利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题.对进一步研究原子与分     

用多极矩展开方法计算H2分子间的相互作用对势

分子间相互作用对势是利用分子动力学研究物态性质的重要基础．作者利用多极矩展开方法，获得了H2-H2的从头算相互作用对势．采用从头算分子结构程序，先计算了3种不同数目特定构型下的相互作用势，再由此荻取多极矩的展开系数，构造相互作用对势，并对不同的展开方法下荻取的H2-H2的相互作用对势进行了分析比较．     

T—T势在短程区的推广

利用文献［１］提出的计算电子相关能方法，考虑到分子间相互作用时电子的相交效应，提出一种计算分子间相互作用势的新方法，并且计算了Ｈｅ－Ｈｅ相互作用势。     

牛血清蛋白在(NH4)2SO4水溶液中相互作用的研究

蛋白质在水溶液中的盐析行为在微观本质上是由蛋白质分子间相互作用引起的分子聚集过程．它取决于蛋白质分子间的各种相互作用的相对大小和盐对其相互作用的影响,也与溶液的pH值和温度等有关．通过热力学的方法研究蛋白质在溶液中的相互作用,有助于深入理解各种因素对盐析行为的影响．我们利用改进的Viker渗透压计测量了25℃下不同(NH4)2SO4浓度和不同pH值时牛血清蛋白的渗透压,在此基础上根据MeMillan-Mayer理论计算出牛血清蛋白的渗透第二维里系数B2．     

激发态DNA碱基对分子间相互作用的理论研究

[目的]利用本课题组发展的定量分析方法研究激发态DNA碱基对分子间相互作用的本质,以及不同类型的电子跃迁对DNA碱基对分子间相互作用的影响.[方法]采用广义Kohn-Sham能量分解分析方法(generalized Kohn-Sham based energy decomposition analysis, GKS-EDA),对两种Waston-Crick构型和两种stacked构型的DNA碱基对分子间相互作用本质进行理论研究.[结果]对于Waston-Crick构型的碱基对,n→π^*跃迁削弱了轨道极化作用但加强了电子相关作用,激发态分子间相互作用由电子相关作用主导,而π→π^*跃迁对分子间氢键影响较小;对于stacked构型的碱基对,π→π^*跃迁削弱了静电相互作用但增强了电子相关作用.[结论] Waston-Crick构型碱基对分子间相互作用本质受电子激发跃迁影响较大,而电子激发跃迁基本不改变stacked构型碱基对分子间相互作用本质.     

非线性蛋白质分子中的局域性孤立子激发

研究了在相邻分子间具有各种非线性相互作用的蛋白质分子中由局域性涨落和结构畸变导致的自局域性集体激发和孤立子运动的特点。它们的特性依赖于这个非线相互作用势,在此时存在超声速、声速和次声速的孤立子运动。     

He原子与CN分子相互作用势的理论研究

本文用量子力学从头算方法深入研究了He原子与CN分子的相互作用势,采用QCISD(T)/AUG-CC-PVTZ方法和基组,同时考虑了Boys和Bernardi提出的Full Couterpoise方法,消除了计算中的基组重叠误差(BSSE),通过不同相互作用势比较,得出MS(Maitland-Smith)为准确的He-CN体系相互作用势的解析表达式.并进一步讨论了不同碰撞能量时He原子与CN分子的碰撞的微分截面的变化规律.     

Ar-HCl体系各向异性相互作用势及转动激发微分截面的理论研究

首先用gaussion03程序在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的Ar-HCl相互作用能数据,得到了Ar原子与HCl分子各向异性相互作用势;并与HWK势进行比较,验证了拟合势的可靠性;然后采用公认的精确度较高的CC近似方法计算了Ar-HCl碰撞体系能量在100meV下Ar原子和HCl分子碰撞的转动激发微分截面,总结了该碰撞体系非弹性微分散射截面的变化规律。     

TM_2-TCNQ有机分子磁性第一性原理

使用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法对3d过渡金属(TM)-TCNQ分子的电子结构与磁性进行研究,结果显示TM原子与TCNQ分子间通过极性键连接,TM原子的加入对TCNQ分子的结构和分子内电荷分布影响很小.TM2-TCNQ分子的磁矩主要源于TM原子;TM的3d电子与相邻氰基中C,N间存在类似超交换相互作用.同时发现V2-TCNQ体系的基态是铁磁态,并具有半金属性质.     

一种新颖的测定分子间势能及普适气体常量R的热学实验装置设计

设计了一种简单的实验装置,可同时测量分子间相互作用的势能和普适气体常量R。其实验曲线符合理论值,误差分析后的补偿曲线所得结果可较为精确地与理论结果吻合。该实验常温下即可进行,且精度较高。该装置可用于课堂教学,有利于学生对热学问题的深入理解。     

氯化氢与乙烯加成反应中化学键动态转变的图像

利用从头算方法研究了氯化氢(HCl)与乙烯(CH2CH2, C2H4)的加成反应。依据分子形貌(MF)理论,计算得到了分子中一个电子所受到的作用势(PAEM)及Dpb,研究了该反应过程中化学键的形成、断裂及范德华相互作用。在分子中紧邻的两原子之间,如果两原子间的Dpb值比体系的电离能大,表明两者之间主要是成键相互作用,反之是范德华相互作用。研究表明,MF理论能够很好地描述分子间的这种范德华作用,并能够特征化化学键的形成或断裂,进而为分子间的化学键形成或断裂提供新的转变图像。     

1,5-双(5-溴水杨醛)缩二氨基硫脲二丁基锡配合物的合成,晶体结构和杀菌活性研究

利用1,5-双(5-溴水杨醛)缩二氨基硫脲席夫碱与二丁基氧化锡为原料,在苯-甲苯混合溶剂中回流反应合成了一种新的有机锡席夫碱配合物,分子式为C23H18Br2N4O2SSn,用元素分析、红外光谱、核磁共振谱对目标化合物结构进行了表征,并用X-射线单晶衍射对其结构进行了确证.晶体结构解析表明,标题配合物的晶体属单斜晶系,P21/c空间群,每个独立单元中含有两个分子结构单元,晶胞参数:a=17.9191(9)(A),b=18.791(1)(A),c=17.9453(9)(A),a=115.447(1)埃琕=5456.2(5)(A)3,Z=4,Dcalc=1.709g/cm3.分子间经典的N-H…N氢键使分子相互结合形成了二聚体,后者再通过范德华作用力结合堆积形成完成的晶体结构.抑菌活性测定结果表明,标题化合物及其类似物的抑菌活性具有较大的选择性,对苏云金杆菌(B.thuringiensis)和枯草杆菌(B.Subtilis)的抑菌能力较高,而对大肠杆菌(E.Coli)和金黄色葡萄球菌(S.Aureus)的抑菌能力较低.     

An optimization method for large van der Waals system

An optimization method for the geometry of large van der Waals system was suggested by discussing parallel dimer of benzene. The key of this method is to place some basis functions at interaction region of van der Waals molecules. It is possible to optimize large supramolecular system by using this method because it can greatly decrease the number of basis sets. This method was used to optimize the geometry of dimer of pyrene and the result is satisfactory.     

高聚物粘结剂与硅烷偶联剂分子间相互作用

运用密度泛函理论在B3LYP/6-31G水平上求得高聚物粘结剂与硅烷偶联剂混合体系的4种优化构型,经零点振动能和基组叠加误差校正后求得混合体系的最大结合能为24.51 kJ/mol。原子静电荷和自然键轨道分析表明,高聚物粘结剂与硅烷偶联剂之间存在较强的电荷转移,分子间存在H…O和F…H等弱氢键作用。该文可为高聚物粘结炸药高能体系中高聚物与偶联剂分子间相互作用的理论研究提供参考。     

N_2O与H_2相互作用机理的理论研究

本文用从头算分子轨道法,研究了线性分子N_2O和H_2四种可能的相互作用机理:(a)N-N-O+:(b)N-N-O+H-H;(c)H-H+N-N-O;(d)+N-N-O,计算结果表明,按(b)、(c)共线方式相互接近时,两分子间距离分别为2.55A和2.80A,可形成分子间的缔合物;以方式(a)两分于相互碰撞时,能发生化学反应,在MP~2/3-21G的水平上,求得活化势垒为232.56KJ·mol~(-1);而按照方式(d),体系的能量随分子间距离减小而升高,没有稳定点存在。     

水二聚体分子间相互作用的理论研究

作者利用从头算方法,在HF/6 31G 水平下得到了水二聚体势能面上的7种优化构型,并经MP2法、均衡法(CP)分别校正了电子相关和基组叠加误差(BSSE),通过对分子中的原子间的最短距离、分子间质心距离与各构型相互作用能的关系进行了分析、比较,得到了最稳定的构型,其对应的分子间相互作用能为:-21.0205kJ·mol-1.     

Theoretical characterization of electronic structures and properties of C-F···H-C pseudohydrogen bonds

The weak intermolecular interactions between 2-F-tetrahydrofuran and imidazole, pyrimidine, adenine, and guanine were studied theoretically using density functional B3LYP/6-311++G** and HF/6-311++G** methods. The results showed that both conven- tional N···H hydrogen bond and C-F···H-C pseudohydrogen bond (PHB) structures coexist in the four complexes. The weak intermolecular interaction energies indicate that the relative stabilities of the four complexes are in the order guanine···F > imidazole···F > adenine···F > pyrimidine···F. The characteristics of the four PHBs were determined using geometry optimizations, stretching vibrational frequencies, and natural bond orbital and electron density topological properties calculations. The most important result is that the F group of 2-F-tetrahydrofuran can activate the C-H to accept electrons from another molecule, and C-F···H-C PHB formation is relatively favorable.     

基于量化计算的生物炭与苯酚弱相互作用机理研究

芳香族化合物在生物炭表面的分子行为、特别是弱相互作用机制尚不清楚.为揭示生物炭-苯酚间弱相互作用机制，本文采用等温吸附、吸附动力学实验，结合FT-IR表征，应用密度泛函理论(DFT),分析生物炭与苯酚分子间不同吸附构型的结合能、约化密度梯度(RDG)和电子密度拓扑关系.结果表明：等温吸附经72 h达平衡，pH显著影响饱和吸附量，pH=6时吸附量最大；生物炭表面官能团是吸附作用中心，吸附焓(ΔH)始终处于氢键键能范围内；4种吸附构型(A/B/C/D)的弱相互作用均由范德华力和弱氢键共同主导，B构型结合能最低、最稳定，C构型弱相互作用最强，D构型弱相互作用最弱.     

N,N-二甲基脲二聚体和三聚体的氢键结构

运用密度泛函理论在B3LYP/6-31++G**理论水平研究N,N-二甲基脲二聚体和三聚体氢键结构.构型优化和频率计算得到3个稳定的二聚体和三聚体氢键异构体.经基组重叠误差和零点振动能校正后,最稳定的二聚体和三聚体的相互作用能分别为-48.52和-72.15 kJ/mol.振动分析表明二聚体和三聚体存在典型的红移氢键.热力学分析显示,298.15 K和标准压力下,二聚体和三聚体的形成是一个放热过程.