四苯基铁卟啉双氧加合物的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法计算了自旋多重度为1、3、5的四苯基铁卟啉双氧加合物(FeTPPO2)的几何构型及电子性质。考察了四苯基铁卟啉对分子氧的活化。研究发现,FeTPPO2能量随自旋多重度升高而降低。五重态FeTPPO2的能量最低,但其铁卟啉对分子氧的活化效果最差。FeTPPO2中Oa—Ob键键长随自旋多重度变化的规律为三重态>单重态>五重态,说明三重态FeTPPO2中分子氧活化最明显。Fe—Oa键键长和Oa—Ob键键长呈负相关关系。电荷布居分析表明,FeTPPO2中分子氧活化程度与分子氧上所带负电荷多少有关,所带负电荷越多,分子氧活化越明显。分析自旋密度得知,三重态FeTPPO2中分子氧为单线态分子氧。三重态和五重态FeTPPO2中,铁离子均向分子氧转移了β电子,有利于铁氧键的形成。     

红景天中酪醇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311G(d)水平上对该物质的分子构型、mulliken电荷进行优化计算,并在同基组水平下进行分子轨道、红外光谱的计算以及振动分析,探讨其分子性质及抗氧化性机制.     

基于无轨道密度泛函理论的金属钠板系统能量泛函

使用OF-DFT计算了金属钠板的基态密度和功函数,并通过大量数值实验,确定了对于金属钠板获得准确基态性质所需的vW动能泛函.结果表明,金属钠板获得准确基态性质所需的vW动能泛函比重为0.4,该动能泛函比重能适用于不同的交换关联势.     

4种菁染料化合物结构和性能的密度泛函理论研究

运用量子化学的密度泛函方法，在B3LYP／6－31G水平下全优化计算了近期合成的正离子型菁染料与相应中性化合物的分子几何型和电子结构，由前线分子轨道理论提供了反应的活性原子和活性键。此外，还通过ZINDO／S计算得到了它们的紫外光谱。联系实验事实和有机电子结构理论对计算结果进行了讨论。4种标题物的紫外光谱λmax的计算值、实测值以及前线轨道能级差值（△E)三者之间呈现一致的大小排序。     

密度泛函方法研究meso-四苯基卟啉(H2TPP)分子的拉曼光谱

利用密度泛函(DFT)方法计算了m eso-四苯基卟啉(H2TPP)的拉曼活性振动频率.将计算频率乘以因子0.971进行校正,所得结果与实验数据相比,均方根误差小于7.3 cm-1.根据理论计算,参考对卟吩的研究结果,对实验观察到的m eso-四苯基卟啉分子的拉曼振动光谱进行了指认.     

基于密度泛函理论的呋咱类高能化合物的结构和性能研究

为研究呋咱化合物成为新型高能钝感炸药的可能性,以呋咱和1,2,4-二唑作为母体再连接不同含能基团设计出了系列呋咱类衍生物(AFOZ).运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G*基组的水平下对AFOZ系列化合物的爆轰性能(爆热、爆速和爆压)、氧平衡和物理化学性质(密度、生成热等)进行了研究.结果表明:在化合物母体上...     

用1H NMR和密度泛函理论研究硝化腙的构型

应用密度泛函理论对腙的硝化产物C'-硝基-对-甲氧基苯甲醛-2,4-二硝基苯腙(P)的4种构型进行了研究.发现在4种构型中π键均有离域,能量由低到高的顺序为P1＜P2～P3＜P4.P1中存在分子内三中心氢键,该分子内三中心氢键影响HOMO-3轨道.用AM1方法计算的结果表明P2易转化成P1,P4易转化成P3,主要产物应是P1和P3.在有质子存在时,P3转化成P1的能量为37.2 kJ/mol,得到热力学平衡产物P1和P3,并用1HNMR从实验上得到了一致的结果.     

密度泛函理论方法研究稀土-过渡金属化合物的磁性和自旋密度图

Magnetic coupling constants J for the complete structures of rare earth\|transition metal compounds:LGdCu(NO\-3)\-3·Me\-2CO(1,Gd(Ⅲ)Cu(Ⅱ)) and [Ce(C\-4H\-7ON)\-4(H\-2O)\-3][Cr(CN)\-6]·2H\-2O(2, Ce(Ⅲ)Cr(Ⅲ)) have been calculated by the combination of the broken\|symmetry approach with the spin project method under the DFT framework.The J value for 1 is a small number in absolute value -2 4cm -1 for calculation,3 5cm -1 for experimental measurement.The spin density distributions are in detail discussed on the basis of Mulliken population analysis,taking into account the coexistence of spin delocalization and spin polarization mechanisms.For 1,the spin distribution in the ground state may be understood as a result of the competition between two mechanisms:a spin delocalization from Cu(Ⅱ) and a spin polarization of Gd(Ⅲ),and the former is dominant.In the case of 2,both transition metal Cr(Ⅲ) and rare earth Ce(Ⅲ) display a spin polarization effect on the surrounding atoms,where a counteraction of the opposite polarization effects leads a low spin density on the bridging ligand C1N1.In the ground state of 2,the stronger polarization effect of Cr(Ⅲ) even causes the positive spin density on the adjacent bridging atom N1.     

磷杂烯及其相关化合物的密度泛函计算研究

在B3LYP／6-311 G(d，p)、B3LYP／6-311 G(3df,2p)、B3P86／6-311 G(3df,2p)水平优化得到了亚胺、磷杂烯、硅亚胺和磷杂硅烯以及相应的质子化正离子的平衡几何构型．用优化的几何构型在B3LYP／6-311 G(d，p)//B3LYP／6-311 G(d，p)水平计算了标题物的旋转势垒．在B3LYP／6-311 G(d，p)//6-311 G(d，p)，B3LYP／6-311 G(3df,2p)//B3LYP／6-311 G(3df,2p)，B3P86／6-311 G(3df,2p)//B3P86／6-311 G(3df，2p)水平计算了标题物的质子亲和能(E)、质子化反应自由能增量(AG298^θ)和质子化反应的焓变(△H298^θ)．计算结果表明标题物有强的π键和负值较大的质子亲和能、△G298^θ、△H298^θ，有稳定的质子化正离子产物．计算的旋转势垒说明标题物分了中Ⅰ的π键最强，Ⅲ的π键较弱．     

生命物质铁卟啉活性部位分子轨道的群论处理

用群论寻找可约表示特征标的规则，群论的对可约表示约化的公式，群论关于属于同一不可约表示的基才能对称性匹配组合分子轨道等方法，原理处理生命的关键物质铁卟啉活性部位的分子轨道，分析分子轨道能级与生化性质和电子光谱的关系。     

基于密度泛函理论的KDP(100)表面吸附水分子研究

基于密度泛函理论中的第一性原理计算方式,开展KDP(100)面表面吸附水分子的性质研究。结合Bader电荷、电子密度、差分电子密度和电子局域函数等参数进行电子密度拓扑分析,结果显示水分子在KDP(100)表面的最佳吸附位点为氢钾桥位,吸附能为–0.809eV,表明KDP(100)表面可以自发地吸附水分子;水分子中的氧原子通过吸附,与KDP(100)表面磷酸根基团上的氢原子形成含共价效应的强氢键O—H...O_w,拟合键能为–18.88 kcal/mol。     

新型羧基卟啉铁（Ⅲ）、锌（Ⅱ）配合物的合成及其超分子自组装

设计合成光合作用光化学反应中心的模拟体系,研究其光诱导电子转移机理,对于光合作用的原初过程包括能量传递和电荷分离过程的了解,具有重要意义．报道了以共价键相连的二元化合物模拟光合作用光化学反应中心的研究,包括以柔韧链相连的双卟啉［１］、卟啉－酞菁二元化合物［３］、卟啉－醌二元化合物［３］等．光合作用光化学反应中心各成分并不是通过共价键方式而是以非共价弱相互作用结合的事实,引起人们的关注,以氢键、配位键、芳环堆积作用和疏水作用等非共价弱相互作用组装的二元化合物体系模拟光合作用光化学反应中心的研究陆续…     

亮氨酸热分解机理的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311G*水平上全优化计算了亮氨酸及其热分解中间产物、产物分子的几何构型,得到其总能量和Mulliken集居数等数据.通过对计算结果的分析,提出了亮氨酸的热分解反应机理.     

DFT/B3LYP方法探索C6H5（CH3）2SiOH的结构和化学键特性

二甲基苯基硅醇易通过蒸馏的方法进行分离提纯,进而制备高纯硅,但其化学键特性的实验数据较为缺乏,笔者运用密度泛函理论DFT/B3LYP方法,采用6-311＋＋G＊＊基组进行计算,首先对二甲基苯基硅醇的初始构型进行完全开放的几何构型全优化,之后结合能量分析、电荷分析和自然键轨道分析（NBO）考察了二甲基苯基硅醇平衡构型的分子性质,得出二甲基苯基硅醇分子的化学键特性：1）苯基和甲基对羟基上的O-H键影响甚微,但使Si-O键有所增强;2）Si与苯环上C原子间的键强度较弱,Si-O键相对较强,O-H键最弱;3）苯环上C原子间电子离域化程度相对较高,O的孤对电子流向Si-C反键轨道,可略为削弱Si-C键强     

苯丙氨酸分子的手性对映体转变机理及水分子（簇）的催化作用

在MP2/6 311++G(3-df,2pd-)//WB97X-D/6-311++G(-d,p-)双水平研究苯丙氨酸(Phe)分子的手性对映体转变机理, 并用分子中的原子理论(AIM)分析驻点的成键特征. 结果表明： 经过羧羟基旋转、 质子迁移、 碳 碳键旋转和氨基翻转的一系列过渡态, Phe分子在质子以氨基氮为桥梁迁移的通道a和以羰基氧与氨基氮顺次为桥梁迁移的通道b内, 实现了手性对映体转变; 当2个水分子簇作为质子迁移媒介时, 在通道b中增加了质子仅以羰基氧为桥梁迁移的反应路径； 通道a具有优势, 速控步骤的内禀能垒为25971 kJ/mol, 反应的表观能垒为27026 kJ/mol； 2个水分子簇催化使速控步骤的内禀能垒降至126.47 kJ/mol, 反应的表观能垒降至80.80 kJ/mol; 考虑零点振动能后, 质子从氨基氮向羰基氧迁移的能垒消失. 即水分子（簇）催化可使Phe分子实现手性对映体转变.     

量子化学法研究苯并芘分子的结构和性质

结合HF、B3LYP、B3PW91、MP2等不同经典量子化学方法,在6-311++G(d,p)水平上计算苯并芘的分子结构和电子结构,并对苯并芘分子的几何构型、Wiberg键级、光谱、静电荷布居等进行分析,结合前线轨道理论探讨分子的稳定性和反应活性.结果表明:苯并芘分子呈环状平面型,其中碳原子的活性不同,C(8)的反应活性最高,最容易接受亲电试剂的进攻.前线轨道分析表明:苯并芘分子以接受电子为主,计算得出ΔE L-H=3.048 eV,表明该分子具有适合的能带宽度,可作为有机发光材料的原料.同时计算其在不同温度下的热力学性质.MP2方法在能量计算方面体现出较精确的优势.     

HCNO+OH→HCO+HNO反应的密度泛函理论

利用密度泛函理论的B3LYP方法研究了HCNO OH→HCO HNO的反应机理,在6-311 G(3df,2p)水平上对反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型进行优化.频率分析证实了各种成分存在的真实性.内禀反应坐标(IRC)揭示了上述反应的微观机理,获得了反应的活化能和反应焓变.结果表明:整个反应是多步骤完成的吸热过程,其中能量最低的中间体是IM2,反应所需的活化能是119.99 kJ/mol,理论计算的吸热值为125.24 kJ/mol.     

密度泛函理论研究S2FH的构型及其异构化反应

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在AUG cc PVQZ水平上全优化得到了FSSH线型和SSFH 分叉型2种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程的过渡态进行了考察,并进行了振动分析和内 禀反应坐标(IRC)的计算,证实了过渡态的正确性.计算结果表明,线型的FSSH为稳定构型.同时,采用统计热 力学及过渡态理论,研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学和动力学性质.根据计算结果,无论是F迁移还是 H迁移,分子内的原子迁移都需要较高的活化能,并且迁移速度较慢.