氮笼N10的量子化学计算研究

自从1985年碳笼C_(60)被发现以来,人们不仅努力探索合成新的碳笼烯类型,而且也努力探索合成其它的元素笼,其中包括氮笼。人们认为,与碳笼烯结构相似,氮笼中每个N原子与相邻的3个N原子直接相连,有类似碳笼的结构。并且有一系列各种水平的ab inito计算,探索了N_4,N_6,N_8,N_(20)等多面体氮笼的稳定构型性质。本文基于这些工作,在ab inito HF水平上计算研究了N_(10)3种构型的稳定性及其结构性质,并且为了比较,也同时计算了N_4,N_6,N_8的构型和性质,以期寻求潜在的N_(10)稳定构型及其相关性质。     

量子化学从头计算法研究C70的分子静电势

C_(60)和C_(70)是富勒烯家族中最重要的两个成员,几种制备方法获得的富勒烯产物都是C_(60)和C_(70)的混合物.~(13)C-NMR谱观察到C_(70)有5个峰存在,单晶X射线衍射、中子衍射和从头计算研究都一致确认C_(70).是具有D_(5h)点群对称性的外形酷似橄榄球的分子.分子的许多物理化学性质都与其静电势密切相关,分子静电势对于研究分子与带电离子和极性分子的相互作用机制具有重要价值.目前用实验方法直接精确地测量富勒烯球内外的静电势尚十分困难,用非经验的量子化学从头计算法精确地计算富勒烯的静电势是一项十分有意义的课题.最近作者曾用Hartree-Fock/6-31G从头计算法获得了C_(60)的分子静电势,并解释了C_(60)的电子亲合势、低温堆积结构和碱金属掺杂化合物结构等实验事实.本文继续在Hartree-Fock/6-31G从头计算法水平研究C_(70)的分子静电势,并与C_(60)进行对比分析.     

硼笼烯和硼笼烷的量子化学计算

碳笼烯C_(60)的发现,在国际上掀起了碳笼烯的多方面研究热潮,人们不仅去探索合成新的碳笼烯,并且试图合成其它元素的类似物,其中,对硼元素的类似物也进行过讨论,本文报道我们曾推测过的一系列高对称性的高硼笼烷和笼烯的量子化学计算结果,为相应的合成探索提供依据.     

量子化学从头计算法研究C120的分子静电势

原子数目较大的碳原子簇的结构出现多样性,除了球形笼状的Fullerene外,还可能存在空心圆环、空心圆筒和卷曲包绕形等新的结构形式.最近Greer等以Stillinger-Weber势分子动力学模拟结果为基础,进行双ζ基从头计算结构优化,发现     

P12构型稳定性的理论研究

近年来,开始了磷的原子簇稳定构型的研究.H(?)ser等利用TUBOMOLE程序选择SVP基组,对P_(12)(D_(3d))构型进行了优化,提出P_(12)(D_(3d))原子簇存在的可能.除去P_(12)(D_(3d))构型外,本文进一步探索P_(12)原子簇可能存在的其他稳定构型.本文利用从头算Gaussian-92程序,选择HF/6-31G~*基组,对原子簇P_(12)(D_(6h))和P_(12)(C_(3v))进行了优化,得到了可能稳定存在的结果.为了对比,在该程序相同基组下对原子簇P_(12)(D_(3d))进行优化.对3种原子簇稳定构型进行了谐振频率计算.结合HF/6-31G~*基组下3种P_(12)原子簇稳定构型的分子轨道和自然键轨道分析,探讨了P_(12)原子簇3种构型稳定性差异的原因.对于sp~3杂化成键的磷原子簇而言,P-P-P所成键角越接近109°28′,接近该角度的数目越多,P_(12)原子簇越趋于稳定.含有空的3d轨道磷原子,在形成磷原子簇时,3d轨道的极化程序越大,P_(12)原子簇构型越趋于稳定.     

生命科学用自旋探针咪唑类氮氧自由基的量子化学研究

电子自旋共振(ESR)技术作为一种近代生物物理方法已广泛地应用于生命科学中的各个研究领域.自旋探针方法是一项特殊的ESR技术.为开拓自旋探针生物应用的新领域,我们合成了一种咪唑类氢氧自由基(F):     

量子化学从头计算法研究C_(60)的分子静电势

自从1985年Kroto和Smalley等发现C_(60),1990年Kratschmer,Haufler等用电阻加热石墨棒或电弧法蒸发石墨方法宏观量制备C_(60)取得突破性进展以来,C_(60)的研究蓬勃发展,成为近年物理学、化学和材料科学等领域中风靡全球的研究热点,已有大量的工作发表,Kroto等作了较详细的评述.     

应用量子化学MNDO方法预测取代氮杂环类化合物的生物活性

取代氮杂环类化合物作为合成除草剂和杀虫剂的中间体而日益得到广泛应用,研究其对水生生物的毒性效应具有重要意义。传统的Hansch模型、Free-Wilsons模型和线性溶解能相关模型常用于有机污染物的定量结构-活性相关(QSAR)研究,但该类模型或所需的分子结构参数较难获得,或缺乏明确的物理意义,因而制约了这类模型的应用。本文以分子间作用力理论为基础,采用量子化学MNDO算法计算的分子结构描述符,提出了一种新的QSAR模型,并成功地应用于取代氮杂环类化合物的QSAR研究。     

[Li(NTO)(H2O)2]的制备、晶体结构和量子化学研究

通过 3 硝基 1 ,2 ,4 三唑 5 酮 (NTO)与氢氧化锂水溶液反应 ,制备了标题配合物 ,其结构用单晶分析法测定 ,所得晶体学参数为 :a =0 742 0 (2 ) ,b =0 3449(1 ) ,c =2 490 6 (3)nm ,β =94 89(1 )°,Z =4,Dc=1 799g·cm-3,V =0 6 35nm3,μ =1 5 91cm-1,F(0 0 0 ) =392 ;晶体属单斜晶系 ,空间群为P2 1/n ,最终偏离因子R =0 0 5 1 .用MNDO分子轨道法计算表明 ,标题化合物的配位键有一定程度共价键特征 ;O2和Li间存在着一定相互作用 ;在NTO分解时NTO环上的硝基首先失去     

2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英光解行为的量子化学

应用半经验量子化学计算方法,分析了2,3,7,8-四氯代二苯并二（口恶）英（2,3,7,8-TCDD）及其降解产物光激发后的电子跃迁类型,发现其紫外吸收图谱和阳光光谱有明显的重叠,光解是该类污染物的重要降解途径.通过计算2,3,7,8-TCDD及其光解产物光激发后化学键强度的变化和氢原子自由基反应描述符fR的数值,发现 UV-A和 UV-B辐射下反应以断裂 C-O键为主,而 UV-C辐射下脱氯产物增多;2,3,7,8-TCDD逐级光解脱氯生成三氯、二氯、一氯取代的异构体,并最终生成二苯并二（口恶）英;两个苯环上氯取代较多的一边更容易脱氯.2,3,7,8-TCDD及其脱氯产物也可以断裂C-O键,生成氯和羟基取代的二苯醚化合物,通过重排和进一步光解还可以生成氯取代联苯酚、苯酚以及多氯代二苯并呋喃.     

亚稳态稀有气体原子He,Ne,Ar与N2分子的激发传能

亚稳态稀有气体原子与双原子分子的电子激发态传能,由于理论上还不能对其反应体系的势能面、电子云重叠、散射截面进行精确计算,实验数据便显得尤为重要.而亚稳态稀有气体原子与Ｎ2分子之间的能量传递是实验化学家非常关注的一个反应体系.亚稳态稀有气体原子Ｈｅ,Ｎｅ其资用能(20,16ｅＶ)远高于Ｎ2分子的电离能,迄今为止人们认为反应通道只有Ｐｅｎｎｉｎｇ电离和缔合电离[1].我们利用交叉分子束技术结合高灵敏度光谱测试技术,采用束放电方式产生高浓度的Ｈｅ,Ｎｅ,Ａｒ原子束在单次碰撞条件下与Ｎ2分子碰撞反应,均探测到了Ｎ2(Ｃ3Πｕ＿Ｂ3…     

XAuPH3 (X = H, F, Cl, Br, I, CN, CH3)的电子结构和非线性光学性质

采用量子化学ab initioHF和DFTB3LYP方法，在考虑赝势双-ζ的LANL2DZ基组水平上对XAuPH3(X=H,F,Cl,Br,I,Cn,CH3)分别进行几何构型优化，并与MP2的结果进行比较，以优化结构为基础，进一步引入外电场，运用有限场HF方法探讨各体系的净电荷分布，前线分子轨道以及非线性光学性质，该体系具有电子给体-金属-电子受体（D-M-A）结构类型，当分子中发生电子跃迁时，电荷转移越明显，其非线性光学性质越好，所选体系中，IAuPH3的βvec，γ值最大，分别为1184.1942,17341.9214a.u.用同样的方法计算了D-π-A型有机共轭体系IC6H4PH3^ ，其βvec,γ值为710.7697,11664.1405a.u.IAuPH3与其相比，非线性光学性质更为明显。     

高压下石榴石Gd3In2Ga3O12的合成

Gd_3Ga_5O_(12)稀土材料具有Ga~(3+)离子易于被其它离子部分取代的特点.Gd_3Sc_2Ga_3O_(12),Gd_3Lu_2Ga_3O_(12)和Gd_3In_2Ga_3O_(12)作为膜磁光材料YIG和Y_(3-x)Bi_xFe_5O_(12)的衬底引起关注. 这些材料可以通过固相反应、浮熔法、提拉法合成,但它们的高压合成未见报道.本文首次利用高温高压方法实现了Gd_3In_2Ga_3O_(12)的合成,并对其合成区进行了研究.     

分子束条件下研究Ne(3P0,2)+CO碰撞电离过程

在分子束单次碰撞条例条件下研究了Ne( 3P0 ,2 CO的Penning电离过程 .利用计算机光谱拟合CO (A_X)的化学发光光谱 ,获得了初生态产物CO (A)振动布居和转动温度并对反应结果进行了讨论     

2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英光解行为的量子化学

应用半径量子化学计算方法，分析了2，3，7，8－四氯代二苯并二恶英（1，3，7，8－TCDD）及其降解产物光激发后的电子跃迁类型，发现其紫外吸收图谱和阳光光谱有明显的重叠，光解是该类污染物的重要降解途径，通过计算2，3，7，8－TCDD及其光解产物光激发后化学键强度的变化和氢原子自由基反应描述符fR的数值，发现UV－A和UV－B辐射下反 以断裂C－O键为主，而UV－C辐射下脱氯产物增多；2，3，7，7－TCDD逐级光解脱氯生成三氯，二氯，一氯取代的异构体，并最终生成二苯并二恶英，两个苯环上氯取代较多的一边更容易脱氯，2，3，7，8－TCDD及其脱氯产物也可以断裂C－O键，生成氯和羟基取代的二苯醚化合物，通过重排和进一步光解还可以生成氯取代联苯酚，苯酚以及多氰代二苯并呋喃。     

La++NH3→La~+NH+H2反应的从头算研究

近些年,过渡金属离子与一些小分子的气相反应研究是一相当活跃的领域.Clem mer等实验研究了Sc~ ,Ti~ ,V~ 与氨的反应.对脱H_2反应:M~ NH_3→M~ NH H_2,主要是通过氧化加成一个N-H键形成中间体H-M~ NH_2,此中间体对Sc~ 而言是单重态的,对Ti~ 而言是双重态.参与反应的离子,当它们的电子态不同,其反应活性也不同,他们用“自旋守恒”概念来解释.自旋守恒的关键是考虑插入中间体H-M~ -NH_2,比如:V~ 参加的反应,V~ 的4个价电子…-NH_2的基态必定为三重态,这样,V~ 的激发态a~3F比其基态a~5D反应活性高,因为激发态a~3F与比较稳定的中间体保持了相同的自旋.     

动力学对称群方法确定O3分子势能面

利用相干态基把Ｏ３分子的代数Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ经典化而导出Ｏ３分子势能面,给出了势能面的立体图及相应的等高线,并具体计算了力常数、解离能等,与实验值相当符合。     

Cis-[Pd(en)(H2O)2](NO3)2与N-AcCysMe反应动力学研究

近年来,人工限制性蛋白水解酶的研究引起很多化学家的兴趣,最近我们发现,Pd(Ⅱ)配合物具有选择性水解多肽中含硫氨基酸残基羧端酰胺键的功能,对快的水解反应其半衰期t_(1/2)仅10多分钟.在用[Pd(en)(H_2O)_2]~(2+)作为促进剂时,在酰胺键水解过程中同时发现有游离的乙二胺从Pd(Ⅱ)上释放出来,而且我们又发现,Pd(Ⅱ)的含硫氨基酸及肽的配合物本身对水解肽键也很有效.因此,我们用~1H NMR跟踪技术较详细地研究了N-AcCysMe与Cis-[Pd(en)(H_2O)_2]~(2+)的反应以及乙二胺的释放动力学.这对深入了解Pd(Ⅱ)与含硫氨基酸之间的作用以及Cis-[Pd(en)(H_2O)_2]~(2+)促进酰胺键的选择性水解机理均具有一定意义.     

Ca提高Mg17Al12相熔点的现象及EET理论分析

在AZ91合金的Ca合金化研究中发现了加入的Ca基本上都溶入Mg17Al12相中，并提高了Mg17Al12相的熔点，增加了它的稳定性，这将对AZ91合金的高温性能有重要的影响。利用EET理论计算了含Ca的Mg17Al12相的价电子结构。结果表明Ca溶入Mg17A112相中后使控制Mg17Al12相稳定性的键强增加，并且主键络上和整个结构中的共价电子数分布也更加均匀。理论计算鸽时解释了试验结果。     

c轴取向Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与光学性质

Bi-4Ti-3O-(12)(BIT)是一种重要的铁电材料,Curie温度为675℃,自发极化矢量位于a-c平面上有两个分量,在外场作用下可以各自独立地反向,且沿c方向矫顽场强很低,为3.skV/cm.开关速度快,抗辐射能力强,抗疲劳特性好.在无外场作用下能保持记忆,具有与半导体工艺集成的潜力.特别是c轴取向的BIT薄膜不仅能作电场记忆,还能实现光记忆,很适合作铁电存储器、电光器件、光存储显示材料,具有广泛的研究开发和应用前景,该材料已成为当今国际上研究的主要材料之一.