基于密度泛函理论的第一性原理赝势法

第一性原理计算方法有着半经验方法不可比拟的优势,基于密度泛函理论第一性原理赝势法已经成为现代材料计算和设计的重要基础和核心技术。本文对基于局域密度泛函理论的第一性原理赝势法进行了扼要分析。     

近似相对论与非相对论密度泛函理论高精度计算方法和程序

在已有的高精度非相对论密度泛函理论计算程序中编入新的方法进行近似相对论密度泛函计算、产生对称性群轨道和实现解析能量梯度计算及几何构型自动优化功能的程序。改进了原有程序的数值积分方案并且在MPICH环境下实现了程序的并行化。程序能满足对各种体系,特别是含重元素的体系进行量子化学计算的一般要求。对扩展后程序的功能和结构做了简要介绍。     

电离势,电子亲和势,电负性与酸碱软硬度

本文用Lewis酸的平均电离势对其电负性作图;用Lewis碱的第一电子亲和势对其电负性作图,得出分类软酸、硬酸和软碱、硬碱的两个方程: H_A=∑I_n/n-3.1x 2.6 (1) H_B=A 3.51x-7.24 (2)运用(1)式计算了113种酸的硬度值,用(2)式计算了59种碱的硬度值。突破了复杂酸碱的标度问题。结果与Dearson根据实验所总结的分类一致,与Ahrland和Klopman结果相比较大致呈线性关系。     

以密度泛函理论及相关方法计算电负性标度

在化学及相关领域里电负性是非常基本的重要概念，而电负性标度是极其有用的理化参数。应用密度泛函数理论及其局域密度近似、局域密度近似加非局域性校正和改进的Slater过渡态方法，并在计算中考虑了相对论效应，把元素的电离能和电子亲合能的计算扩到周期表的107种元素，并依据能量型标度的定义式，采用有限差分方法计算了这107种元素的电贡性及其标度，同时计算结果较以前文献报道同样根据密度泛函理论便使用其他方法诸如近似的交换相关泛函数的计算结果有所改进，与实验值更为接近，该电负性新标度将在分子结构参数化表达、生物活性自适化预测和构效关系定量化模建等方面获得广泛应用。     

Ti3C2电极材料的密度泛函理论计算

研究H—,—O—,F—三种基团在Ti3C2表面的吸附, 通过密度泛函理论模拟计算吸附后结构的电子性质和量子电容. 结果表明： 3个相邻C原子中心处的正上方是最佳吸附位; 基团吸附可调制Ti₃C₂的电子结构; Ti₃C₂表面吸附H—基团的量子电容提升效果最好, 且在负偏压下具有较高的电荷积累能力.     

Eu2S,EuS2电子结构和化学键的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论方法对Ｅｕ２Ｓ,ＥｕＳ２的电子结构和化学键进行了研究。结果表明：Ｅｕ２Ｓ和ＥｕＳ２分子中的Ｅｕ－Ｓ键均主要来自Ｅｕ５ｄ和Ｓ３ｐ轨道的相互作用４ｆ轨道基本Ｅ     

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.     

15种苯并咪唑类药物的密度泛函理论和含时密度泛函理论研究

通过采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算15种苯并咪唑类药物分子的量子化学性质。在DFT、TDDFT及B3LYP/6-31+G*组合条件下优化几何结构,确定其药物分子的最高占有轨道、最低未占据轨道、电子亲和性、电子亲电性和电负性等,探究各种因素对分子得失电子能力的影响,从而为今后苯并咪唑类药物结构性能和活性实验提供一定的理论依据。     

锗亚胺及其相关分子的密度泛函计算研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)、B3LYP/6-311++G(3df,2p)和B3P86/6-311++G(3df,2p)水平优化计算了锗亚按、磷杂烯、磷杂锗烯和砷杂硅烯以及标题物质子化正离子的平衡几何构型.用优化计算的平衡几何构型,在B3LYP/6-311++G(3df,2p)//B3LYP/6-311++G(3df,2p)计算了各标题物的旋转势垒.在B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p),B3LYP/6-311++G(3df,2p)//B3LYP/6-311++G(3df,2p)和B3P86/6-311++G(3df,2p)//B3P86/6-311++G(3df,2p)计算了各标题物的质子亲和能,质子化反应自由能(ΔG 298)和质子化反应的焓变(ΔH 298).计算结果表明标题物有较强的π键和负值较大的质子亲和能、ΔG 298和ΔH 298,有稳定的质子质子化正离子产物.计算的旋转势垒标表标题物分子有比较强的π键,质子化正离子的π键比对应的中性分子强.     

YbSin团簇的几何及电子结构性质相对论密度泛函研究

利用广义梯度近似相对论密度泛函研究具有不同自旋多重度YbSin（n=1-6）团簇的几何和电子结构性质,计算并讨论了总键能、稳定的几何结构,找出了YbSin团簇的一系列稳定结构。结果表明：YbSin（n=1-6）团簇的最稳定结构具有与低能态Sin＋1结构相似的框架。     

密度泛函理论的电负性均衡值与稀土氧化物超导性

提出确定稀土氧化物中元素电负性均衡值X_(cq)的计算公式,并用该式计算了200多种稀土氧化物超导体的电负性均衡值X_(cq),得出了稀土氧化物的超导性与稀土氧化物电负性均衡值之间的关系．结果表明,稀土氧化物超导体的电负性均衡值X_(cq)多数集中在1．654～2．650之间,而电负性均衡值在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性．因此,电负性均衡值X_(cq)可作为稀土氧化物超导性的新的经验判据,这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定意义．     

密度泛函理论的电负性均衡值与稀土氧化物超导性

提出确定稀土氧化物中元素电负性均衡值Xcq的计算公式，并用该式计算了200多种稀土氧化物超导体的电负性均衡值Xcq，得出了稀土氧化物的超导性与稀土氧化物电负性均衡值之间的关系．结果表明，稀土氧化物超导体的电负性均衡值Xcq多数集中在1．654-2．650之间，而电负性均衡值在此范围之外的稀土氧化物一般不具有超导性．因此，电负性均衡值Xcq可作为稀土氧化物超导性的新的经验判据，这对进一步探讨稀土氧化物的超导机制有一定意义．     

三聚氰胺的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对三聚氰胺进行了研究。计算得到了分子的稳定构型,并对其进行了频率分析。然后利用Gaussview图形软件将频率分析数据转换为红外光谱。对红外光谱分析后发现,在400 cm-1～0 cm-1区域内分子的振动类型主要以分子内基团的整体摆动和胺基中C—H键的面外弯曲振动为主。在红外光谱的指纹区(1 333 cm-1～400 cm-1)谱线强度较弱,分子振动模式主要以弯曲振动为主,且存在七种分子的振动模式不具有红外活性。在光谱的特征谱带区(4 000 cm-1～1 333 cm-1),分子振动模式共有两种,即不对称伸缩振动和剪式振动。此外,整个红外光谱中振动峰的实际数目远小于简正振动的数目。     

氧化物超导电性与硬度的密度泛函理论计算值

通过对氧化物超导体元素硬度的平均值进行研究,发现其具有较好的规律性.本文提出用硬度均衡值ηcq作为氧化物超导电性新的经验判据.笔者依据Slater过渡态法计算元素的硬度作为标度,用均方根的方法得出氧化物中元素硬度的均衡值ηcq;计算了200余种氧化物中元素硬度的均方根值η.,结果表明,氧化物超导体的硬度均方根均衡值总是介于4.790～5.429之间;而硬度均衡值在此范围之外的氧化物不具有超导电性,这无疑为氧化物超导电性的判定提供了一种全新的判据.     

帕拉米韦分子的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上对抗流感药物帕拉米韦进行了计算研究.优化得到了帕拉米韦分子的稳定几何构型,计算了分子的键长、键角、二面角等参数,并对其进行了自然电荷分析和前线轨道分析.以H2O为溶剂研究了溶剂效应对帕拉米韦分子空间结构的影响.理论模拟了帕拉米韦分子在气相和水溶液中的红外光谱,为进一步实验工作提供了理论信息.     

铜基底上外延生长金刚石薄膜的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论对铜上外延生长的金刚石薄膜的几何结构及其能量特征进行了计算,计算结果表明外延生长金刚石薄膜的几何参数与体金刚石的几何参数相似(特别是(111)面);在铜多晶基体的<111>方向更有利于金刚石薄膜的外延生长.     

羟基磷灰石生物材料的第一原理计算

通过密度泛函理论计算来研究原子尺度羟基磷灰石晶体结构和电子结构,结果表明,羟基磷灰石为P63空间群六方单胞,点阵参数为a=0.9302nm、b=0.9303nm、c=0.6770nm,α=90°、β=90°、γ=120°.单胞总态密度主要是由各原子s,P,d电子态组成,费米能级主要是氧的2p4轨道的贡献,表明单胞结构中氧的2p电子最活泼,将优化后结构的衍射图谱和实验衍射图谱进行了比较,匹配较好.     

烷基硫自由基的结构和电子亲合能

选用7种不同的密度泛函理论方法,在全电子双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,对烷基硫自由基及其负离子进行系统研究,获得它们的基态结构和电子亲合能.结果表明,B3LYP方法预测的绝热电子亲合能与实验值吻合,平均绝对误差是0.047 eV;预测的电子亲合能分别为1.838 eV(CH3S),1.925 eV(C2H5S),1.939 eV(n-C3H7S),1.961 eV(n-C4H9S),1.969 eV(n-C5H11S),2.023 eV(i-C3H7S)和2.055 eV(t-C4H9S).     

化学键的密度函数理论

将密度函数理论发展用于化学键定理计算。这是一种既非矩阵力学亦非波动学的新的量子力学第一原理方法;可适用于分子,晶体,和具有近程有序的非晶态,其中用多极展开处理了库仑作用,故特别适用于计算电介质的极化和铁电性。