MO计算在化学反应研究中的应用

解决化学反应产物,反应速度和反应平衡等问题,是量子化学的根本任务之一。几十年来,量子化学工作者在这一方面做了很多探索性的工作,取得了可喜的进展。本文拟就用分子轨道法计算化学反应势能面,以及用分子轨道挂计算结果讨论相对化学反应活性和化学反应机理等方面的工作作一简单介绍。     

氯苯亲核取代反应的量子化学研究初步

引言目前,利用分子轨道理论进行量子化学计算对化学反应机理的研究及对分子最优儿何构型、核磁共振、顺磁共振的偶合常数的计算等方面有着重要的应用.本文兼(?)准确性和计算量采用CNDO/2 Fortran (?)程序,提出了计算化学反应势能面的一种较经济、快速的方法,并对J.D.Roberts 1953年提出的     

量子化学发展综述

随着量子力学在化学领域的运用,使得化学家借助于量子理论逐渐认识了物质的结构,为化学的发展提供了指导意义,从而逐步形成了量子化学理论和相应的计算方法。在量子化学发展的里程上,经历了价键理论、分子轨道理论和密度泛函理论等发展,并最终诞生了用于量子化学Gaussian程序。     

吡唑甲醛缩N4-取代苯基氨(硫)脲化合物定量构效关系的量子化学研究

采用Gaussian98程序量子化学从头算方法对吡唑甲醛缩N^4-取代苯基氨(硫)脲化合物进行了量子化学计算．计算结果表明：此类化合物的抗溃疡作用和毒性作用与前线及近前线分子轨道能级及轨道构成有较好的线性关系．表明此类化合物在发挥生物活性时以给电子为主,吡唑环以及缩氨(硫)脲为此类化合物的生物活性区．     

金属醇盐Sol-Gel法制备YBCO的化学动力学

采用CNDO/2量子化学计算方法,计算了Y,Ba及Cu的不同醇盐和水的分子结构特征,根据前线轨道和有机化学反应的关系,得到了Y,Ba及Cu的醇盐水解速度常数的相对大小,从而为金属醇盐水解法制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导超纯细粉提出适当实验条件.     

前线分子轨道与化学反应性

前线分予轨道理论所建立的轨道相互作用图象,是在分子轨道理论基础上,运用摄动理论来考察化学反应性的。其精细计算是相当繁难的。但是由这个理论引伸出来的几个判明化学反应性的基本原则,却是异常简明、直观并易于为一般化学工作者所理解和应用的。——本文对轨道相互作用图象在若干化学反应类型中的定性应用,作了具体讨论。     

分子轨道对称守恒原理的新发展——兼评国际上三个学派的理论

分子轨道对称守恒原理是六十年代理论有机化学和量子化学的最大成就,它对有机合成研究和生产的发展,有指导作用。关于这一原理的阐述,目前国际上有三个学派。本文学习运用唯物辩证法对这些理论进行分析、批判和总结,并提出了自己的理论。我们认为分子起反应,是分子内的电子运动起了变化。当分子中有许多电子时,应抓住起主要作用的电子。运动的规律性是用分子轨道来描述的,如果我们不仅知道分子轨道的始态和终态,而且知道它们在全部反应过程中的变化图象。那末反应是如何进行的,遵守什么规律,也就完全清楚了,基于这样的观点,建立了我们自己的理论。其主要内容为:1.根据分子在化学反应中运动图象,把原子间的相互作用以反应坐标的函数来表示,用分子轨道理论导出电环化、环加成和σ迁移反应中分子轨道变化的理论计算公式,从而得到了这些反应所遵守的全部经验规律。同时也得到了活化能的定量数值,这是从量子化学求活化能的一条新途径。2.分子轨道对称守恒原理,以往只适用于具有某种对称性的基元反应,我们还把它推广到不具有对称性的反应类型。3.对于分子轨道理论我们提出了一种新的计算方法,用这种方法讨论同系分子的性质,非常有效。     

乙酰苯胺类化合物的QSAR研究

利用量子化学程序计算了17个乙酰苯胺化合物的量子化学参数（如最高占据轨道能级、最低空轨道能级、极化率、杂原子静电荷、偶极矩等），并对化合物的最小阻滞浓度（MBC）进行了定量结构-活性相关（QSARs）分析，其中最高占据轨道能级、极化率、N（3）原子静电荷3个参数共同构建的模型准确性最高（R=0．907，F-20．064）．该模型说明化合物毒性与脂溶性关系不大，而是可能通过与受体间提供电子发挥效应，且N（3）原子为作用位点．同时利用该模型对MBC进行了理论预测，结果表明该模型能很好地预测化合物的MBC，预测值与实验值误差较小．     

共轭分子结构与其性质关系——1.分子图形与HMO本征多项式

<正> 共轭体系简单分子轨道理论(HMO)是量子化学中处理共轭体系的一种近似方法。虽然电子计算机的广泛使用使量子化学向高精度的定量计算方面发展,但是对于总结大量的实验事实以寻求规律性来说,好的近似方法,仍然不失其价值。由于化学对象的复杂性,即使采用了象 HMO 这样的近似计算方法。仍然出现计算上的困难。     

三嗪类化合物发光菌毒性QSAR研究

通过量子化学计算方法得到三嗪化合物的摩尔折射率、前线轨道能量、偶极矩、原子静电荷等参数．利用上述参数以及化合物对发光菌的毒性，建立了一个QSAR模型，并利用此模型对化合物的毒性进行了理论预测，得到了理想的结果。     

北京市发现刘氏链蛇

2020年8月7日,于北京市怀柔区X020公路获得刘氏链蛇（Lycodon liuchengchaoi）亚成体雌性标本1例．另于2020年8月8日在北京市密云区雾灵山保护区获得刘氏链蛇雄性亚成体标本1例．系刘氏链蛇首次于北京市境内发现．标本现存于北京师范大学标本馆及中国科学院昆明动物所标本馆．      

单分子的新奇物性及其调控

随着电学器件的尺寸逐渐减小,分子电子学,即将单个分子作为电路的组成元件,逐渐成为一个前沿研究领域.在分子电子学领域中,这种单分子器件不仅为未来电路器件的微型化提供了潜在的解决方案,更是由于其独特的纳米尺度而蕴含着大量新奇的物理性质.本文在简要介绍单分子器件的构筑方法后,详细介绍了单分子器件在电学、磁学和量子方面的部分新奇物性以及相应的调控方式,并对单分子科学在器件制备方法、测试手段和机制研究等方面进行简要的总结与展望.     

强场中真空正负电子对产生的低密度近似

在空间均匀含时的强外场下真空正负电子对产生的研究中, 从散射势转变点的角度, 严格证明了源于量子Vlasov方程的低密度近似方法(low density approximation, LDA)与半经典的WKB (Wentzel-Kramers-Brillouin)方法等价．通过对典型例子进行数值计算和说明, 对这2种方法的等价性进行了检验．当有较多转变点时, WKB积分变得烦琐, 相较而言, LDA更具有计算优势．本研究将量子动力学过程和量子隧穿过程联系起来, 有助于深入理解强场下真空中正负电子对的产生过程．      

Gaussview和Gaussian 03在分子对称性教学中的应用

在结构化学分子对称性教学中应用Gaussview和Gaussian 03系列计算化学软件创建、计算并展示分子的微观结构,使抽象的化学理论变得形象、简单。这有利于培养学生的空间思维和形象思维能力,提高了课堂教学效果,激发学生对理论化学的学习兴趣。     

综合化学实验设计:单/双核铜配合物的温度控制合成、表征及转化

化学类专业本科生在理论课学习中，对反应的热力学产物和动力学产物有了一定的理论认识，但目前鲜有实验能够使其直观体会2种产物在制备时的差异．本实验以氯化铜和邻氨基苯甲酰胺为原料，水和乙醇为溶剂，通过仅改变反应温度，分别在60 ℃水浴加热和冰水浴冷却条件下得到了红色的热力学产物二(μ-氯)·二[氯·(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ)] ( 1 )和黄绿色的动力学产物二氯·二(邻氨基苯甲酰胺)合铜(Ⅱ) ( 2 )，产率分别为80.4%和76.4%．采用络合滴定法和仪器分析方法对产物进行了表征测试，结果表明在不同温度下可制备2种不同组成、结构和性质的热力学和动力学产物，且在加热条件下，配合物 2 可以转化为配合物 1 ．本设计为化学类相关专业本科生综合实验教学提供了一个成功案例，可加深学生对结构与性能的科学关联以及构效关系的认识和理解．      

阴离子聚电解质诱导硫代黄素T激基缔合物的形成因素分析

研究在水溶液中阴离子聚电解质聚乙烯磺酸钠(PVS)诱导阳离子型染料硫代黄素T(ThT)激基缔合物的形成,考察在PVS存在下,ThT在水溶液中形成激基缔合物的影响因素.通过光谱实验及量化理论计算方法,比较ThT与PVS,PSS和PAA聚电解质之间的相互作用.结果表明:溶液pH值、溶剂和电解质的浓度对ThT激基缔合物的形成...     

基于量子点白光LED的可见光通信系统

针对目前可见光通信( VLC: Visible Light Communication) 系统中存在的光源照明效果差和效率低的问题,提出了以量子点白光发光二极管( QDs-WLED: Quantum Dots White Light Emitting Diode) 作为VLC 系统的光源,并以此设计了一套便携式点对点VLC 收/发终端。采用一步合成法合成了峰值在570 nm 高稳定性、高量子效率的核壳硒化镉( CdSe) 量子点材料,其量子产率达到81%。将该量子点材料取代传统的荧光粉材料,与环氧树脂混合后涂到蓝光LED( Light Emiting Diode) 芯片上制成白光LED 器件,并测试了其发光光谱、色坐标图和流明效率。然后阐述了VLC 系统的结构和原理,并编写了通信软件和制定了相关协议,实现了系统的软硬件集成,利用所研制的VLC 系统,开展了通信实验。实验结果表明,QDs-WLED 除了拥有出色的照明效果和节能特性外,也能实现数据传输的功能。在选择最佳直流偏置电压2． 70 V 的情况下,系统的最大通信距离为1． 3 m,可达到的最大通信速度为267 kbit /s,误码率( BEＲ: Bit Error Ｒatio) 小于10 ^{－ 3}。     

纯有机室温磷光材料研究进展

有机室温磷光（room temperature phosphorescence，RTP）材料凭借制备简单、类型丰富、毒性低等特点，以及在显示、传感、生物成像等方面广阔的应用前景而备受关注．一般的有机RTP材料，其磷光寿命<10 ms，而具有长寿命（τ>100 ms）有机RTP材料其磷光衰减过程裸眼可见，因而具有更广阔的应用前景．本文总结了近年来兼具高效率和长寿命有机RTP材料的分子设计策略，包括引入重原子、形成主-客体材料、构筑H聚集、形成氢键和设计成Donor-Acceptor（D-A）结构．      

电场作用下海马锥体神经元等效应建模

为解决电磁刺激治疗癫痫神经疾病的有效性和安全性等问题,建立了容易引起癫痫发作的海马CA3区锥体神经元在外电场刺激下的等效应模型,并通过Matlab 数值仿真,分别研究了其在直流和交流外电场作用下的动力学特性。仿真结果表明,神经元的放电频率受到直流电场强度的调制,特别对电场的方向比较敏感。当电场为负向时,电场强度的变化对神经元的动力学特性影响明显,当电场为正向时,影响不明显;在交流电场刺激下,神经元的动力学特性改变具有外部电场频率依赖性,不同频率刺激下神经元会出现周期簇放电、同步放电、周期峰放电和混沌放电等状态。据此可指导医生制定更为有效安全的神经疾病电磁刺激治理方案。     

Fabry - Perot interference in a nanotube electron waveguide

The behaviour of traditional electronic devices can be understood in terms of the classical diffusive motion of electrons. As the size of a device becomes comparable to the electron coherence length, however, quantum interference between electron waves becomes increasingly important, leading to dramatic changes in device properties. This classical-to-quantum transition in device behaviour suggests the possibility for nanometer-sized electronic elements that make use of quantum coherence. Molecular electronic devices are promising candidates for realizing such device elements because the electronic motion in molecules is inherently quantum mechanical and it can be modified by well defined chemistry. Here we describe an example of a coherent molecular electronic device whose behaviour is explicitly dependent on quantum interference between propagating electron waves-a Fabry-Perot electron resonator based on individual single-walled carbon nanotubes with near-perfect ohmic contacts to electrodes. In these devices, the nanotubes act as coherent electron waveguides, with the resonant cavity formed between the two nanotube-electrode interfaces. We use a theoretical model based on the multichannel Landauer-Büttiker formalism to analyse the device characteristics and find that coupling between the two propagating modes of the nanotubes caused by electron scattering at the nanotube-electrode interfaces is important.