聚醚类材料模型化合物接触电荷转移复合物的理论 …

以甲醚为聚醚类化合物的模型分子用从头计算方法研究了甲醚与Ｏ２在无光照条件下反应生成的接触电荷转移复合物和其他可能中间物的构型和电子结构。在ＵＨＦ／６－３１ｇ（ｄ,ｐ）和６－３１１ｇ（ｄ）水平上优化了可能的平衡构型;用ＭＰ２方法对６－３１１ｇ（ｄ）基组水平上优化的构型进行了电子相关能的校正;并用ＣＩＳ方法计算了氢过氧化物的激发能。     

H2O与HX(X=F, Cl, Br)分子间氢键的相互作用

在B3LYP/6-311++g(d,p)水平上对H2O与HX(X=F, Cl, Br)分子间形成的(H2O)2HX六元环状氢键复合物的构型进行了全优化. 频率计算表明, 体系中O1-H3, O4-H6及X7-H8的伸缩振动频率均发生红移. 氢键H2O(1)…HCl, H2O(1)…HBr及H2O…H2O的振动频率与文献相符. 在MP2/6-311++g(d,p)水平上计算了体系的相互作用能, 并利用KitauraMorokuma方法对作用能进行了分解. 计算得到(H2O)2HCl和(H2O)2HBr体系     

第一系列过渡元素羰基化合物的核磁共振碳谱的研究

用密度泛函B3LYP方法在6-31 G(d,p)水平下优化了三种第一系列过渡元素单核羰基化合物几何构型,进行了振动分析,并用GIAO方法在相同的基组水平上对它们的核磁共振碳谱进行了研究;同时,在B3LYP/6-31G(d,p)基组水平上对两种第一系列过渡元素双核羰基化合物进行了构型优化和振动分析,并在B3LYP/6-31 G(d,p)基组水平上进行核磁共振碳谱的计算.计算结果与实验结果吻合较好.     

基于从头算的孤立条件下α—丙氨酸分子手性转变理论研究

使用从头算的HF方法,采用6-31G(d)基组,优化了S与R型α—丙氨酸分子的分子几何,计算了优化构型下的电子结构.依据优化后的构型,对α—丙氨酸分子对映体进行了手性转变可能路径的分析.首先,在HF/6-31G(d)水平下进行了手性转变过程的过渡态探索与中间体的几何构型优化,找到了手性转变的可能路径,并得到了反应能垒;而后,又在HF/6-31G(d)水平下对过渡态进行了IRC计算,验证了过渡态的可靠性.     

OBrO与OH自由基反应机理的理论研究

用量子化学从头算方法研究了OBrO与OH自由基反应的微观机理.在B3LYP/6-311G(d,p)水平上计算出了各物种的优化构型、振动频率;并在CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上计算了他们的零点能(ZPE)、相对能量及总能量.计算结果表明,OBrO与OH自由基反应经过缔合、H转移和离解等复杂过程,最终得到四种产物,分别为HOBr+1O2、HBr+1O3、BrO+HO2和HBrO+1O2.从能量上看,形成HBrO+1O2这条通道最难进行,而形成HO2+BrO、HBr+1O3和HOBr+1O2的通道在动力学上更容易发生.     

(NH3)2(H2O)3稳定结构的探究

用密度泛函方法(DFT/B3LYP)在6-31G(d)和6-311++G(d,p)基组水平上逐级对(NH3)2(H2O)3团簇进行结构优化和频率计算.(NH3)2(H2O)3的初始结构取自经验势模型的大量可能构型中的51个稳定性较好的构型,最终得到了B3LYP/6-311++G(d,p)水平上的15种稳定结构,用二级微扰方法(M(o)ller-Plessett/MP2)计算了这15种结构的能量.结果发现:(NH3)2(H2O)3的五边形环状平面结构的稳定性最好;同族构型中氨分子相距越远的结构能量越低越稳定.(NH3)2(H2O)3团簇中氨分子间形成的氢键平均键长较长,其次是氨与水分子间的氢键,水分子间的氢键平均键长较短,进一步证明氨分子问的氢键较弱,氨水分子间居中,水分间的氢键最强.     

无机苯二聚体(B3 N3 H6)2几何结构和结合能的MP2理论研究

采用从头算研究了无机苯二聚体(B3N3H6)2的几何结构和结合能.在MP2/6-311++G**电子相关水平上对(B3N3H6)2可能存在的π…π复合物、N(B)—H…π复合物及二氢键复合物进行了全自由度能量梯度优化.在优化构型基础上采用MP2/aug-cc-pVDZ方法计算了复合物的结合能,结果表明总能量的极小结构是B、N原子交错相对的平行堆积D3d构型,最不稳定的是B、N原子正对的平行堆积D3h构型.     

R+-SiF3(R=Li,Na,K)分子构型及稳定性的理论研究

在B3LYP/6-311 G(2d,2p)理论水平上对R -SiF3(R=Li,Na,K)各构型进行结构优化,NBO原子电荷分析用NPA程序.用同样的理论水平上对R -SiF3(R=Li,Na,K)进行零点能、总能、焓、相对能量计算和碱金属离子亲和能计算,计算出能量结合频率分析确定配合物构型的稳定性.优化的几何构型、NBO分析表明R (R=Li,Na,K)和SiF3形成的是离子偶极型配合物.Li ,Na ,K 形成最稳定分子的亲和能分别是90.46KJ/mol、57.52KJ/mol和37.83KJ/mol.足够大的锂离子亲和能表明锂离子吸附SiF3的配合物能被锂离子吸附质谱仪探测到.     

O(3P)与CH2=CHF反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)方法,对O(3P)与CH2=CHF的反应进行了理论研究.在UB3LYP/6-311 G(d,p),UB3LYP/6-31 G(3df,3pd)计算水平上,优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并在UQCISD(T)/6-311 G(2df,2pd)水平上计算了单点能量.为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP/6-311 G(d,p)水平上进行了内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析,并确定了反应机理,研究结果表明,反应主要产物为CH2CFO和H.     

气相中亮氨酸单体构象的理论研究

在密度泛函(DFT)B3LYP/6-311++g(2d,p)水平上,优化了气相中亮氨酸单体的稳定构象,在密度泛函和多体微扰2种理论水平上,分别采用6-311++g(2d,p)和cc-pVQZ基组对单体的稳定构象进行了单点能计算.结果表明:密度泛函理论计算出的2个能量最低构象Ⅰb1和Ⅱb1与实验测出的2种构象一致.用QM/MM方法计算了第1种氢键类型下9种构象的构象能,能量最高的Ⅰa3构象比能量最低的Ⅰb1构象的能量高出大约20 kJ/mol,这种能量差异主要是由空间位阻决定的.对Ⅰb1和Ⅱb1构象,采用B3LYP和MP2方法,多种基组进行重新优化,通过比照实验的旋转常数,可以发现Ⅰb1构象用MP2方法优化得到的旋转常数与实验值较接近,而Ⅱb1构象用B3LYP方法优化得到的旋转常数与实验值更接近.     

甲酸和水(1∶2)弱相互作用的理论研究

采用DFT和MP2方法,在6 - 311++g(d ,p)基组水平上,对甲酸和两个水分子之间的相互作用进行了研究,找到了6种稳定结构,其中环状双氢键结构最稳定.对于6种结构的几何构型和振动频率进行了分析,给出了复合物的结合能,并对其进行了基集超位误差(BSSE)校正.     

F2,Cl2和Br2离解能的不同理论水平的比较计算

用DET—B3lyp、MP2、CCSD和CCSD(T)方法，分别在Lanl2dz、6—311G(d)、6—311(2d)和6—311(2df)基组下优化计算了F2、Cl2和Br2的离解能。对基组较小、精度较低的方法作大基组下的单点能校正计算。通过与实验值比较揭示了计算准确度与计算方法和基组的关系。     

(CH3O)3PO3·(H2O)n(n=1,2)分子间氢键作用的理论研究

用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G(d)方法研究(CH3O)3PO3.(H2O)n(n=1,2)的分子间氢键作用,对水分子可能与该化合物形成氢键的复合物及水分子作用下该化合物分解时所达到的过渡态,进行全优化,在B3LYP/6-311++G(d,p)的方法下进行单点能计算,并进行零点能校正,进一步探讨由于水分子作用所形成的分子间氢键对(CH3O)3PO3分解所需活化能的影响,比较不同情况下分解所需活化能的大小、几何参数和电荷分布的变化.     

脯氨酸-水二聚体分子间相互作用的理论研究

在B3LYP/6-311＋G（d,p）水平下优化得到了脯氨酸-水二聚体势能面上的4种低能优化构型。利用MP2/6-311＋G（d,p）方法计算脯氨酸-水二聚物平衡结构的偶极矩,原子电荷布居和分子间相互作用能。经BSSE校正后的相互作用能依次增强的顺序为Ⅳ〈Ⅱ〈Ⅰ〈Ⅲ,最稳定结构Ⅲ的相互作用能为-33.74 KJ/mol。     

H原子与SiFn(n=1～4)反应机理的理论研究

采用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法,在6-311G（2d,2p）基组下,研究了H原子与SiFn（n=1～4）的反应历程．通过振动频率和内察反应坐标（IRC）分析,对过渡态进行了确认．在QCISD／6-311G（2d,2p）水平上进行了单点能计算,并进行了零点能校正．结果表明：在单重态下H原子倾向于添加到Si原子上,而二重态和三重态下H原子倾向于夺取F原子．在H原子一步步夺取F原子的反应过程中,主要产物为SiHF3,Si原子在副反应中生成．由于副反应能垒较高,在真实体系中生成Si原子很困难,由此我们推断实际反应中加入的衬底起到了关键作用．     

H与CF3O2自由基反应的理论研究

用从头算(ab initio)方法和密度泛函理论(DFT)对H与CF3O2自由基的反应进行了研究，在HF／6-31G。和B3LYP／6-31G基组水平上，对该反应过程中可能出现的中间体和过渡态的构型及能量进行了优化，并分析了反应过程中生成的产物，对各过渡态，利用内禀反应坐标IRC来进行验证，在B3LYP／6-31G构型优化的基础上，用B3LYP／6-311G和B3LYP／6-311 G计算了反应过程中各物种的总能量和相对能量，根据相对能量绘制的势能剖面图直观地反映了H CF3O2的反应机理，由势能面得出，反应生成CF3O和OH的历程最容易发生，这与实验事实是一致的.     

密度泛函理论研究叶绿素a水合物的结构、结合能和电离能

用M06-2X/6-311G(d,p)密度泛函理论对叶绿素a及其两种水合物的结构进行优化,然后用M06-2X/6-311++G(2d,2p)方法计算结合能和电离能。优化结果表明水合分子会使叶绿素a分子结构发生改变。结合能计算结果表明叶绿素a的二水合物比一水合物更为稳定。电离能计算结果表明随着叶绿素a水合分子数的增加,电离能逐渐减小,叶绿素a的水合有利于光合作用的发生。     

NH2与ClO自由基反应机理

利用量子化学理论方法。研究了与大气臭氧层损耗密切相关的自由基反应NH2＋ClO的微观机理。在密度泛函B3LYP／6-311＋G（d,p）水平上优化得到反应路径上的反应物，过渡态，中间体和产物的几何构型，并通过振动频率分析对过渡态和中间体进行了确认。在高级电子相关组态相互作用QCISD（T）／6-311＋G（d，p）水平上进行了单点能计算，得到了反应体系的势能面信息,结果表明，该反应经过缔合、H-转移和离解等过程，最终可以得到五种产物，分别为H2NO＋Cl，H2NClO，HCl＋HNO，H2＋NO＋Cl和NH＋HClO,由于形成产物H2NO＋Cl的活化势垒较低，因而是主要反应通道，而形成产物NH＋HClO的通道从动力学上看是最不利的。     

CH3CH2自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311＋＋G（d,p）基组水平上研究了CH3CH2自由基与HNCO的微观反应机理,优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物,为了获得更精确的能量信息,在QC ISD（T）/6-311＋＋G（d,p）水平上计算体系在反应通道各驻点的能量.振动分析结果和IRC分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,计算所得的成键临界点电荷密度变化也确认了反应过程.对于CH3CH2自由基与HNCO反应,找到了10条反应通道.对结果的分析表明,其中生成烷基酰亚胺稳定分子的反应通道的控制步骤活化能最低,因此为主要通道,在该反应体系中氢迁移反应已不是主要的反应过程,但其活化能不高,也是能发生的.