CnN4(n=2～10)团簇的结构和性质的密度泛函理论研究

利用B3LYP/6-31G(d)//CCSD(T)/6-31G(d)方法计算了5个系列的氮掺杂碳团簇CnN4(n=2～10)的结构、能量和物理性质,并对优化的结构进行了频率分析.计算结果表明,系列1、系列4和系列5的结构和性质表现出不同程度的奇偶交替变化.根据相对能量、成键能、垂直电离能、垂直电子亲合能、前线轨道能隙等性质对5个系列的团簇的结构、稳定性和得失电子能力进行了讨论.     

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).     

关于硝胺分子中的N-NO2键强度的研究

用B3LYP,B3PW91,B3P86,CCSD配合不同大小的基组及CBS-Q方法计算了在分子NH2NO2,CH3NNO2,(CH3)2NNO2和RDX中离解掉二氧化氮的键离解能.通过对键离解能计算结果和实验结果的比较,作者发现由B3LYP,B3P86和CBS-Q不能计算出满意的键离解能,但是,CCSD和B3PW91方法能计算出与实验值吻合较好的键离解能.考虑到由B3PW91计算耗时要比CCSD方法少得多,因此,作者认为由B3PW91,并配合6-31G(d)基组作为计算这些硝胺分子键离解能的方法.     

CH_3X键断裂电子转移反应的密度泛函理论研究

用密度泛函理论 (DFT)研究CH3 X的键断裂电子转移反应。从几种计算方法的结果比较中选出B3 LYP的DFT方法。随后用B3 LYP方法优化CH3 X的结构 ;计算CH3 X的键断裂电子转移反应的能量变化 ;找到了过渡态并进行了验证。     

气相中二氧化铁活化H-H键的理论研究

运用密度泛函DFT//CCSD(T)//B3LYP/6-311G(2d,p)的方法对FeO+2+H2生成产物[Fe O++H_2O]的反应的微观机理进行了研究,探索了发生在四重态和六重态两个势能面上的反应通道,揭示了Fe O+2活化H-Hσ键的微观机理。研究结果表明:该反应是一个放热反应,在反应过程中发生了势能面交叉现象,在整个反应路径中发生了两次自旋翻转的现象,属于Hammond假设的第四种情况;自旋翻转在整个反应过程中起了关键作用,且在很大程度上影响了反应效率和反应速率。     

锕系元素的三硫化物AnS3(AnPa—Pu)的几何结构和键合作用的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP/cc-pVTZ水平对锕系元素的三硫化物AnS₃(An=Pa,U,Np,Pu) 进行理论模拟和计算。结果表明基态的PaS₃和US₃都具有一个对称面Cs点群的近平面结构,而基态的NpS₃和PuS₃则是具有两个对称面C_2v点群的平面型分子,且PuS₃几乎成T型结构。根据分子轨道分析,在这四个分子中的NpS₃最易被激发,US₃最难被激发。并且在这些分子中存在着共轭结构,根据π轨道的电子定域化分析(ELF-π)表明在AnS₃分子中的共轭程度大小趋势:US₃>PaS₃>NpS₃>PuS₃。     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF／6－31G（d,p），RHF／6－6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型，进一步用MP2／6－31G（d,p）／／RHF／6－31＋G（d,p），MP2／6－31＋G(d,p）／／RHF／6－31G＋（d,p）和B3LYP／6－31＋G（d,p）／／BLYP／6－31＋G（d,p）水平计算桶稀、双环[2.2.2]－辛二稀和双环[2.2.2]－然的气相氢化热（△H^0(298K)，气相氢化自由能（△G^0(298K)和同键反应芳香性稳定化能（HASE），计算结果指出桶烯有的G（sp^2)－C（sp^3）单链，小的∠C－C－＝C键有和比较大的氢化热，同键反应芳香性稳定化能为正值，表明桶烯为反双环芳香性分子，实现了标合物反芳香性的几何、能量的判定。     

分子中C—C键离解能的密度泛函研究

利用密度泛函理论（B3LYP．B3PW91,B3P86）,使用6-31G^＊和6-311G^＊基组计算了18个分子中的C—C键离解能。通过比较计算值和实验结果．发现B3P86／6—311G^＊方法能给出与实验相符合的结果,而B3LYP和B3PW91方法则不能给出满意的C—C键离解能。另外,研究发现C—C键的键长与其键离解能呈线性关系,利用此关系预言了7个分子的C—C键离解能＋得到的结果与实验结果符合较好。     

GaN电子结构与光学性质的第一原理研究

采用了基于密度泛函理论和广义梯度近似方法计算了GaN电子结构和光学性质.计算结果表明,GaN属于直接带隙半导体,静态介电常数为5.72,折射率为2.2.并利用计算所得图形,分析了GaN的能带结构、态密度、介电函数、折射率和能量损失函数,从理论上阐述了GaN材料电子结构与光学性质的关系,计算结果与实验结果相符.     

MgB7团簇结构和电子性质的计算研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-311+G*和B3PW91/6-311+G*方法,应用Gauussian 03程序,对中性和带电的MgB7杂硼原子团簇的几何结构、稳定性和电子结构进行了理论研究.结果发现,镁原子(Mg)的掺杂,并没有改变B7团簇的锥形结构,B7单元的结构对称性并没有因此而降低,说明了B7单元作为配体和镁形成了MgB7类似络合物.在B3LYP/6-311+G*水平下,计算了MgB7团簇的结合能、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的能量差(Gap),并用自然键轨道(NBO)分析方法对电子结构进行了较为详细的讨论.     

嘌呤结构和性质的密度泛函理论研究

嘌呤(purine)是一种重要的生物分子.用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-311G**基组水平下,计算嘌呤的分子全优化几何构型、电子结构、自然键轨道(NBO)、IR光谱和热力学等性质.根据计算可知,嘌呤分子呈平面结构,整个分子构成大的共轭体系,具有一定的芳香性;嘌呤环上4个N原子有强的亲核活性,H13原子有强的亲电活性;求得并归属IR谱频率和强度以及200-1200K的热力学性质S0m,H0m和C0p,m,对深入研究嘌呤的反应和性质有帮助.     

单羰基钆几何、电子结构和化学键的理论研究

本文利用高精度密度泛函方法对单羰基钆的几何、电子结构和化学键进行了研究。结果表明,在单羰基钆中存在着键合异构现象,稀土元素钆与CO之间的配位键具有一定的特殊性,4f轨道在一定程度上参与了成键。     

ZrC的电子结构与热力学性质

运用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法对ZrC原胞体系的结构进行几何优化,得到了稳定体系的电子结构。利用能量与体积的函数关系得到稳定体系的晶格常数,然后利用准谐德拜模型研究了ZrC在温度为0～3 500 K和压强为0～200 GPa下的热力学性质,得到ZrC的相对体积、体胀系数、热容、熵、德拜温度和Gruneisen参数随温度与压强的变化关系。     

基于密度泛函理论的含La铁基磨矿介质模型建立及其电子结构性质研究

硫化矿浮选之前需要经过磨矿处理,使用耐腐蚀合金材料制备磨矿介质,可以有效减少铁氧化产物的生成,从而有利于硫化矿物的浮选回收。掺杂微量的La可以有效提高铁基合金的耐腐蚀性能,因此含La元素铁基合金材料具有成为新型磨矿介质用于强化硫化矿浮选回收的潜力。本文分别使用原子替换法与混合原子法在α-Fe晶体中掺杂La元素,构建具有不同La元素含量的铁基磨矿介质模型,比较使用这两种方法获得的计算结果,考查更适用于构建含La铁基磨矿介质模型的方法。此外,运用密度泛函理论对具有不同La元素含量的铁基磨矿介质的晶体结构、表面结构与电子性质进行了研究,研究结果可以为开发新型耐蚀磨矿介质促进硫化矿浮选回收提供一些理论参考。     

Sin/Sin-（n=710）的结构和电子亲合能的研究

选用4种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,BLYP,BP86,B3P86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP )下,对Sin/Si-n (n=7～10)体系进行研究,获得它们的基态结构和电子亲合能.预测Si7/Si-7,Si8/Si-8,Si9/Si-9和Si10/Si-10的基态结构分别为D5h(1A′ 1)/D5h(2A″ 2),C2h(1Ag)/C3υ(2A2),Cs(1A′)/Cs(2A′)和C3υ(1A1)/C3υ(2A1).理论预测Si7,Si8,Si9和Si10的电子亲合能分别为1.90,2.59,2.07和2.20 eV,BLYP方法预测的电子亲合能最为可靠的.     

钌配合物[Ru(bpy)_2L]~(2+)与DNA的键合倾向及光谱性质研究

用密度泛函理论,在B3LYP/LanL2DZ水平上,对系列钌多吡啶配合物的电子结构和DNA键合倾向进行研究,分析这些配合物的电子结构性质,合理地解释这三个配合物与DNA键合倾向性质.另外,用TDDFT方法,对三个配合物的电子吸收光谱进行计算和模拟,计算得到的电子吸收光谱和实验结果吻合较好,并研究配合物的主配体对电子吸收光谱的影响.     

NaB5Hn团簇的几何结构与电子性质的理论研究

使用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-311-g(d)基组水平上对NaB5Hn团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构:并对最稳定结构的平均结合能(Eb),二阶能量差分(Δ2E)和能隙(Eg)等进行了理论研究:结果表明,随着氢原子数的增加,NaB5Hn团簇的结构由平面转变为复杂的三维立体结构,当氢原子数小于4时,簇的结构为平面构型,其他所有的团簇都是三维立体结构;NaB5Hn团簇的平均结合能、二阶差分能和能隙等均表现出明显的奇-偶振荡和幻数效应;NaB5H8,NaB5H12,NaB5H 18和NaB5H20团簇稳定性大于NaB5Hn中的其他团簇,为NaB5Hn团簇中最稳定的几种团簇.     

NaB_5H_n团簇的几何结构与电子性质的理论研究

使用密度泛函理论（DFT）的杂化密度泛函B3LYP方法在6-311＋g（d）基组水平上对NaB5Hn团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构：并对最稳定结构的平均结合能（Eb）,二阶能量差分（△2E）和能隙（Eg）等进行了理论研究：结果表明,随着氢原子数的增加,NaB5Hn团簇的结构由平面转变为复杂的三维立体结构,当氢原子数小于4时,簇的结构为平面构型,其他所有的团簇都是三维立体结构;NaB5Hn团簇的平均结合能、二阶差分能和能隙等均表现出明显的＂奇-偶＂振荡和＂幻数＂效应;NaB5H8,NaB5H12,NaB5H18和NaB5H20团簇稳定性大于NaB5Hn中的其他团簇,为NaB5Hn团簇中最稳定的几种团簇。     

桶烯及其相关分子同共轭性质的理论研究

在RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,RHF/ 6 - 31+G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p)水平优化得到了桶烯和相关分子的平衡几何构型 .进一步用MP2 / 6 - 31G (d ,p) / /RHF/ 6 - 31G(d ,p) ,MP2 / 6 - 31+G(d ,p) / /RHF/ 6 - 31G + (d ,p)和B3LYP/ 6 - 31+G(d ,p) / /B3LYP/ 6 - 31+G(d ,P)水平计算桶稀、双环 [2 .2 .2 ]-辛二稀和双环 [2 .2 .2 ]-辛稀的气相氢化热 (ΔH0( 2 98K) ) ,气相氢化自由能 (ΔG0( 2 98K) )和同键反应芳香性稳定化能 (HASE) ,计算结果指出桶烯有较长的C(sp2 ) -C(sp3)单键 ,小的∠C -C =C键角和比较大的氢化热 ,同键反应芳香性稳定化能为正值 ,表明桶烯为反双环芳香性分子 ,实现了标题化合物反芳香性的几何、能量的判定