单元轨道线性组合近似理论——理论和数值计算方法

迄今为止,人们对于具有重复单元的分子体系的量子化学计算大多采用Born-K(?)rmen周期性边界条件进行近似。但是实际存在的分子体系并不满足周期性边界条件。已有许多化学家采用非周期边界条件处理共轭分子体系,得到了许多很有意义的成果,然而所采用的     

金属-金属非晶态合金的原子分布和成分

许多实验表明、非晶态合金的性能与成分之间有一定关系、这是因为成分的变化必然导致非晶态合金的原子分布(结构)的变化,因此要了解非晶态合金的成分对性能的影响,我们必须首先研究成分与结构之间的关系.以Masumoto等人所做金属-金属非晶态合金的组成为实验基础、用菱面体单元结构模型计算出结构与成分之间的对应关系,建立起结构与成分相对应的表格,若已知某个成分,就能查找出它的结构.菱面体单元结构模型,对于固体物理学科的发展,具有重大的理论意义.     

吖啶、苯甲酸酯二元分子内光致电子转移反应

电子转移是自然界广泛存在的现象,特别是在被称为生命能量之源的光合作用中,正是由于电子转移反应将太阳光能转变成了化学能, 就影响电子转移过程因素而言,结构因素是一个重要因素,为了深入地认识影响电子转移过程的结构因素,人们设计并合成了各种连接链连接不同电子给体和受体的二元分子体系来研究化学结构对电子转移的影响,本文目的在于在亲水性的聚乙二醇的两端分别接上亲脂性的电子给体受体形成柔性链二元分子体系,并通过研究各种电子给体的荧光被受体狡灭过程来认识柔性链体系在溶液中电子转移规律,我们合成了以9-氨基吖啶为电子给体,带不同取代基的苯甲酸酯为电子受体,聚四乙二醇为连接链的一类新型二元化合物,化合物结构如下所示:     

人造梯形化合物

人造梯形化合物梯形化合物──原子连接成梯状──有着对称而又简单的结构，这种结构可用于研究制造相互作用的原子自旋的电导体甚至超导体。然而，这样排列的分子一直只是理论上的假设，因此需要得到证实。现在，研究人员已经制造出一种由铜、氧和湖原子——高温超导体的...     

原子分子数据

1.什么是原子分子数据所谓“原子分子数据”,是有关单个原子、分子的各种性质以及有关原子分子之间或者原子、分子与电子、光子之间相互作用的各种数据的总称,它包括原子能级、分子构造方面的数据,以及原子分子的光吸收几率、由电子碰撞引起的原子分子的电离截面等等数据。另外,在化学反应速度方面,特别是比较简单的分子在气相反应中的数据,也属于原子分子数据的范畴。     

聚芳醚醚酮的X-光电子能谱研究

聚芳醚醚酮[Poly(aryl ether ether ketone),PEEK]是80年代推出的新型耐高温热塑性高分子，其分子链重复单元的结构为：     

InGaAs晶体固-液相变过程中的拓扑结构的演变机制

采用分子动力学模拟InGaAs晶体固-液相变过程,并运用径向分布函数、键角分布函数、配位数统计及可视化等方法,从微观结构的不同层面分析了固-液相变过程的结构演变.结果表明:对于InGaAs体系,固-液相变过程中的微观结构发生了很大的变化,在一级相变时,其原子平均能量和比体积、径向分布函数、键角分布函数、配位数和原子截面图、局部原子分布以及钻石结构分析都显示出很明显的变化.熔化过程中InGaAs晶体原子间共价键发生断裂,体系从四配位结构变成三配位结构,通过占主导作用的三配位结构,结合少量的四配位结构,形成三配位结构之间的互连接和三配位结构穿插四配位结构的连接形成的拓扑无序的液态结构.     

"交换舞伴"的舞蹈--诺贝尔化学奖成果解读

碳是地球生命的核心元素.碳原子能以不同方式与多种原子连接,形成小到几个原子、大到上百万个原子的分子.     

电负性概念的新拓展

电负性概念1932年由Pauling提出, 它与分子中原子的极化率、软硬度、电荷分布等性质之间存在着密切的内在联系, 是人们判断物质性质的重要理论依据. 随着新材料的发展以及各学科之间的相互交叉与渗透, 电负性如今已成为在化学、物理和材料科学等领域均具有广泛应用的基本原子参数. 它的发展经历了原子电负性、离子电负性和键电负性三个阶段, 其中离子电负性是考虑了原子所处具体环境的价态元素电负性, 用于更精确地描述离子和化合物的各种物理化学性质; 键电负性是连接原子电负性和材料性质之间的桥梁, 它能帮助人们更方便、直接地建立材料的宏观性质和微观结构之间的定量关系. 离子电负性和键电负性的提出是对电负性概念的重要拓展, 它们在丰富和发展电负性理论的同时, 在新材料设计方面发挥了重要作用. 该文就电负性概念的研究进展及其在材料研究中的应用作了详细介绍.     

分子拓扑指数及其应用 Ⅰ.~(95)MoNMR与~(119)SnMssbauer谱的化学位移研究

分子的性质取决于分子的结构是化学中的一个中心概念。作为一级近似,我们将强调分子的拓扑结构,即一个分子中所包含的原子种类,数目以及其间的连接关系。化学家对此已有近百年的认识历史,但直到近几十年才能用较为定量的方式来表达这种结构,这就是所谓分子拓扑指数。分子拓扑指数实际上是分子图的不变量。自1947年Wiener首次提出Wiener指数并用以关联烃类的沸点等数据以来,文献中约提出了百余种图参量。其中以Randic的分子     

以多环烃为重复单元的环多聚共轭烃的稳定性

它是平面构型的十六电子的非交替共轭烃,具有D_(2h)对称性。它的合成吸引人们去合成新的以环烃为重复单元的环多聚分子。这在理论上提出了这类共轭烃的稳定性问题。本文将简单分子轨道理论的图形方法和差分方程方法相结合,试对这一问题进行一般性的讨论,以供     

利用σ~*-共振峰位决定分子键长

近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)是近年来迅速发展的表面结构分析手段,特别对于分子吸附系统NEXAFS能提供分子取向和键长等信息,与实验研究状况相比较,分子NEXAFS谱的计算显得很不够。本文作者首次利用原子集团多重散射方法(MSC)研究了甲酸在Cu(100)表面催化分解的分子结构以及乙炔、乙烯在Cu表面的吸附结构。分子以     

固体物理学的主要成就与发展方向

固体是一种重要的物质结构形态,与基本粒子、原子、分子等一样,是当前物理学中主要的研究对象之一。固体物理是研究固体的微观结构和组成粒子(原子、离子、电子等)之间相互作用与运动的规律,并从而阐明其性能与用途的科学。我们知道,固体是由大量微观粒子(原子、分子、离子、电子等)组成的。当这些微观粒子聚集在一起形成固体时,它们是怎样相互作用的,这些相     

论金属键的本质

引言我们知道固体的结构和性能主要决定于组成固体的粒子(原子、分子、离子等)的结构和它们之间的相互作用力与热运动。因此,分析和研究组成固体的粒子的结构和它们之间的结合力及结合力的性质是固休物理最基本最重要的问题之一。当原子、分子、离子等通过结合力而形成固体时,我们就称为形成了固体键。由于组成粒子和结合力的不同,固体可以形成多种多样的键。我们已熟知,最简单最典型的固体键,不外有下列四种:     

“小分子机器”量子结构的构造及其物性

低维量子结构的构筑及调控是物理学向小尺度研究方向延伸的核心问题之一.本文重点围绕高鸿钧及合作者在"小分子机器"量子结构的构造及其物性方面开展的研究,系统地介绍了他们在单原子层次上设计、构造和调控的若干小分子机器量子结构.代表性工作有:(1)构筑了四叔丁基酞菁锌((t-Bu)4-Zn Pc)分子在Au(111)表面上"抛锚"的、带有固定偏心轴的单分子转子及其有序阵列,证实了转动行为的可调控性;(2)实现了单个小分子极限尺度(0.6 nm)的可逆电导转变,进而实现了稳定、重复、可逆的超高密度信息存储中的原理性应用;(3)首次直接证实代表性的"分子机器"轮烷(Rotaxane)分子的构型及其电导的可逆转变,澄清了当时化学界的一个争论热点,该热点也是2016年诺贝尔化学奖的主要成果;(4)通过单个H原子的吸脱附实现了酞菁锰(Mn Pc)分子在Au(111)表面Kondo效应的调控,这种单个自旋量子态的可逆控制,实现了极高密度信息存储(40 TB/cm~2)的原理性应用;(5)在通过"原子手术"Mn Pc分子所创制的一种新"功能体系"上发现了朗德g因子在原子尺度上具有的空间分布不均匀性,这是长期以来一直未解决的问题.这些系统工作为单分子发电机/无线电辐射器及纳米电子器件等的构造组装与应用奠定了基础.     

基于第一性原理计算的低维功能材料分子设计

低维材料具有高比表面积以及独特的物理化学特性,是未来能源、信息等技术领域的重要研究内容,但如何实现特定结构和功能是其实际应用的基础.分子是保持化学结构和特性的最小单元,从分子基元出发,可以实现低维材料结构预测以及功能导向的理论设计.本文综述了低维功能材料理论设计方面的研究进展,结合分子设计策略和第一性原理电子结构计算方法,针对特定结构和性能开展理论设计,预测了复杂二维单质晶体结构以及一系列低维新型光催化材料和自旋电子学材料,并揭示了低维材料功能和分子基元物性之间的对应关系,总结和展望了低维功能材料分子设计的优势与挑战.     

聚芳醚酮晶体的高分辨象

为了从原子或分子水平了解高分子材料的晶体结构,我们利用高分辨电子显微镜对刚性链高分子聚芳醚酮进行研究。得到了聚芳醚酮晶体中分子链堆积的直观物理图象。 高分辨电子显微术既具有直观性又具有微观性特点,近年来这种方法在材料的结构研究方面发挥了巨大作用。对某些材料已得到了原子水平结构象。而高分子材料由于晶体不完整     

从颗粒到粉末到纳米材料

众所周知，人们把肉眼可以看到的物质体系叫做宏观体系，把空间线度小于10^-9——10^-8m的原子、分子体系叫做微观体系。物质颗粒正介于宏观与微观之间，它是描述物料细分状态的个别物理单元，是由原子、分子构成的聚合体。它的大小不一，大如沙石、米粒、纸浆小如尘埃、烟灰、粘土，还有的甚至只能用高倍电子显微镜才能观察到。当然，     

[Zn(bim)2]·(H2O)1.67: 具有方钠石拓扑结构的金属-有机敞开骨架

用液相扩散法合成了新颖的配位聚合物[Zn(bim)2]@ (H2O)1.67 (Hbim＝苯并咪唑, bim＝脱氢苯并咪唑), X射线单晶结构分析表明: 配合物以四连接、四面体型的[Zn(bim)4]2-为单元构筑成具有方钠石4264拓扑结构的三维网络. 其中每个方钠石的笼共有24个顶点, 为锌原子占据, 而每个笼内共有10个客体水分子(体积占有率约为18%).     

X—H伸缩振动泛频的同位素取代规则

多原子分子振动基频的同位素位移给分子力常数的确定带来很大益处。对于分子的振动基频,存在着各种同位素取代规则。这些同位素取代规则是建立在GF矩阵之上,即采用小尺度振动近似。对于X—H(X=C,N,O等)类具有强烈非谐性的伸缩振动,我们发现,其基频、泛频存在至少两类同位素取代规则。本文给出了它们的表达式,并且应用到一些分子体系。