密度泛函活性理论预测单取代和多取代苯甲酸的pKa值

酸碱性是分子非常重要的物理化学性质之一通常用pKa值来表示,但由于受稳定性等诸多因素的制约从实验上准确测定一些分子的pKa值仍有困难.从理论和计算上寻找有效和可靠的预测酸碱性的方法仍然是目前文献上活跃的课题.最近,我们从密度泛函活性理论的角度提出了一个简单而有效的方法来计算分子的酸碱性.本文试图把该方法应用于苯甲酸体系...     

溶剂效应对香豆素模型分子中密度泛函活性指标的影响（英文）

运用密度泛函活性理论研究了香豆素在非极性和极性溶剂中的行为和规律.结果表明香豆素的分子结构和活性指数与溶剂介电常数ε相关因子(ε-1)/(2ε+1)直接关联.在非极性和极性溶剂中一些结构参数和电荷分布数与该因子成良好的线性关系,但密度泛函活性指标与相关因子却存在完全不同的相关性.在非极性溶剂中它们是线性相关关系,而在极性溶剂中它们表现出二次方的相关性.本文讨论了这种行为差异存在的可能内在原因,为理解溶剂效应对活性指数的全面影响提供理论依据.     

基于ICT原理氮杂冠醚光化学传感器的理论研究(英文)

采用DFT方法,对两个基于ICT原理的氮杂18-冠-6光化学传感器及其与Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)的配合物进行了理论研究.并在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上对所有分子进行了几何构型优化,优化构型及部分参数表明配合物中冠醚环上氮原子与香豆素基团平面化程度显著增加,尤其是两配体与Ca~(2+)的配合物.另外,据NBO分析结果可知,冠醚环上的氮原子不同程度地参与了与金属离子的配位.以上两种现象均会对分子内电荷转移产生影响.为了说明两现象相互作用使配体对金属离子产生的选择性,本文还利用TD-DFT方法,对配体及配合物的紫外吸收进行了计算和分析,结果显示两个配体均对Ca~(2+)有较高选择性.     

酞菁铂结构和性质研究:密度泛函理论计算

在密度泛函理论(DFT)和TD-DFT理论基础上研究了酞菁铂化合物的分子结构,原子电荷,分子轨道能量,紫外-可见吸收和红外光谱,并将酞菁铂的电子吸收光谱的主要吸收进行了归属,并对红外光谱中特征峰进行了指认.     

SrZrO3晶格动力学的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对立方相SrZrO3的晶格动力学进行了研究。计算结果表明,最不稳定的R25软模的冻结导致体系进入反铁畸变四方结构(I4/mcm),计算结果与实验一致。原子间力常数计算结果表明,Sr-O原子对之间的长程特性对体系的结构不稳定性负责。     

C48异构分子稳定性的密度泛函方法理论研究

以富勒烯C48分子、花生壳状2C24聚合体、及C48非富勒烯分子为研究对象,采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31G*水平上,计算了三种C48异构富勒烯分子的几何构型,电子结构,分子能量和偶极矩.根据计算结果,分析并比较了三种异构体分子的化学稳定性和物理化学特性.研究结果表明三种C48分子异构体的稳定顺序为:C48非富勒烯分子、C48富勒烯分子、花生壳状2C24聚合体.     

NaBr的电子结构和光学性质的密度泛函研究

利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究了NaBr的电子结构和光学性质,给出了其沿布里渊区高对称轴的能带结构、态密度(DOS)和分态密度(PDOS).并计算了介电函数ε(ω),反射率R(ω),能量损失函数L(ω),光吸收系数I(ω),光导率σ(ω),折射率n(ω),以及消光系数k(ω),用以讨论NaBr的光学性质.     

甘氨酸构象异构化机理的密度泛函理论研究

采用B3LYP/6-31++G**方法研究甘氨酸构象间转化机理,进而解释实验结果.优化得到了7个稳定极小,稳定次序为Ⅰp>Ⅱn>Ⅳn>Ⅲp>Ⅴn>Ⅵp>Ⅷn;找到了9个过渡态.分子内C-N键、C-C键和C-O键的旋转导致构象转变,能垒分别处于0.25~9.43kJ/mol、10.53~15.79kJ/mol和23.96~61.43kJ/mol范围内.为了理解实验结果,计算了445K(实验温度)各构象的热动力学性质,认识到:构象Ⅵp和Ⅷn单向转化为低能构象,很快消失;构象Ⅲp和Ⅴn沿着Ⅲp→Ⅴn→Ⅳn→Ⅰp方向快速转变为低能构象,数量迅速减少,导致谱图上难以分辨.构象Ⅰp是最稳构象,Ⅱn不能转化(能垒过高),Ⅳn可由Ⅰp直接转化,所以实验上只观测到3种构象.     

2-嘧啶酮互变异构的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-3l1G**基组水平上,计算并考察了2-嘧啶酮分子酮式和烯醇式结构进行结构互变的质子迁移过程中的2种可能途径(:a)分子内质子迁移(;b)水助质子迁移.计算结果表明,途经b所需要的活化能较小,氢键在降低反应活化能方面起着重要作用.     

钛酸铅及钛酸钡的电子结构和铁电相变的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了钛酸铅和钛酸钡的晶格振动性质和电子结构。结果表明立方相钛酸铅和钛酸钡的铁电不稳定性来源于Ti3d和O2p之间的轨道相互作用。钛酸铅和钛酸钡的铁电相变序的差异来自于两者不同的四方应变。在钛酸铅中,Pb6s轨道与O2p轨道形成有效的共价键,导致较大的四方应变,并使其四方相铁电不稳定性消失;而钛酸钡中Ba主要以离子形式存在,其四方相四方应变较小,其四方相仍可以发生低温铁电相变。     

FexCuy(x+y=2)羰基簇合物前线轨道特征及其反应活性的理论研究

本研究采用密度泛函理论,计算研究了Fe_xCu_y(x+y=2)羰基簇合物的结构、吸附能和前沿分子轨道特征,分析了第二金属原子在配体反应中的作用,也证实了CO与双金属团簇的反应比纯团簇体系的反应更容易,其中FeCu具有最大的分步吸附能。最后利用HOMO和LUMO的能级差来考察第二金属对羰基配合物的反应活性的影响,发现双金属团簇羰基配合物比相应的Fe₂和Cu₂能量低,其中FeCu(CO)₂比其他双金属羰基配合物具有更低的能隙和相对高的吸附能。这表明在反应中调节双金属团簇以获得更高活性的羰基配合物是可行的。     

新型Ni(Ⅱ)催化剂催化乙烯聚合反应机理的密度泛函研究

水杨醛亚胺—Ni(Ⅱ)催化刺是一类新型烯烃聚合催化剂，这类催化剂的主要优势在于它们产生一个中性的活性催化剂中心，因而避免了当前均相单中心催化剂所遇到的离子配对问题且不需要助催化剂，用密度泛函(DFT)中的B3LYP方法和赝势基组LANL2MB对其催化乙烯聚合的反应机理进行了研究，计算结果表明，乙烯的插入是从乙烯配位到缺电子的金属中心开始的，形成一个π-络合物，这个络合物通过形成一个四员环的过渡态来支持烯烃插入到Metal—C键中，插入后，首先生成一个具有λ-agostic相互作用的物种，再通过键的旋转，最终形成具有β-agostic相互作用的中间体，这个中间体为下次乙烯的插入和链的增长形成了一个新的空的配位中心。     

荧光分子器件均二苯代乙烯 4冠醚的含时密度泛函理论研究(英)

用DFT与TDDFT方法在B3LYP//6-31+G*水平上讨论了发色团均二苯代乙烯冠醚衍生物与Li+荧光作用.计算结果表明,均二苯代乙烯 4对Li+有强荧光响应.与Li+作用后,两种异构体呈现出不同的荧光效应：顺式的荧光光谱发生了蓝移,并伴随有荧光增强效应;而反式化合物的荧光光谱发生了红移,且伴随着荧光猝灭效应.此外,配合物的光谱发生了大的斯托克斯位移.     

密度泛函理论研究冠醚与K 配位的定量构效关系

用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G(d)水平上对冠醚分子进行几何优化和计算,得到四极矩Qii,偶极矩μ,熵S,总能量ET四个量子化学参效,用来预测开链冠醚和15-冠-5衍生物与碱金属K 配位的稳定常效,用线性回归方法建立了这些参数与冠醚/K 配位稳定常数的结构-性能定量关系(QSPR)模型,此模型的相关系数R为0.924 4,标准误差s为0.257 5.结果表明,用这些量子化学参数所建立的冠醚QSPR模型具有可靠的预测能力.     

AunAl(n=1,2)分子的结构与势能函数的密度泛函研究

采用非限制密度泛函UB3P86方法研究了AunAl(n =1,2)分子的结构和势能函数,结果表明:AuAl分子的基态电子态是1∑+,Au2Al分子的基态结构为具有C2v(2A1)对称性的弯曲结构,平衡核间距RAu-Al=0.234 3 nm,RAu-Au=0.427 1 nm,结合能Eb =5.32 eV.同时采用最小...     

叠氮化合物B_6H_(6-n)(N_3)_n~(2-)(n=1-6)生成热的理论研究

使用密度泛函理论B3LYP,结合6-311+G**基组,选择B6H62-作为参考物设计等键反应对叠氮化合物B6H6-n(N3)n2-(n=1-6)的生成热进行理论计算。结果表明所研究叠氮化合物每增加一个叠氮基,其生成热增加189.5kJ/mol,因此可作为潜在的高能密度材料。     

面式-三(2-苯基吡啶)铱苯并衍生物结构和发光性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/LANL2DZ方法,对面式-三(2-苯基吡啶)铱(1)以及在2-苯基吡啶配体上引入一个苯并环形成的衍生物(2～8)的基态结构进行优化,并通过含时密度泛函理论研究了这些化合物的发光性质.结果表明:8种分子均呈现C3对称性,苯环和吡啶环平面间的二面角2(6.29°)→3(1.90°)→4(12.76°)的变化趋势与8(6.98°)→7(1.17°)→6(12.83°)的变化趋势相似.增加2-苯基吡啶配体上的π共轭范围对配合物HOMO能量影响不大,但是能显著地降低LUMO的能量,尤其是苯并结构形成在配体吡啶环上.在HOMO和LUMO之间的能隙按照1>2>4>5>3>8>6>7的顺序降低,这使得2～8的吸收光谱产生了明显的红移.三线态T1的激发波长按1<5<2<4<3<8<7<6的顺序变化,发射光谱红移可以从36 nm到108 nm精细调控,其中6和7从三线态到单线态的磷光发射分别移至602.6 nm和572.7 nm,表明通过该系列苯并衍生物预测和控制从绿色到红色的电致发光颜色在20 nm的计算误差内是可行的.     

AuX(X=Al,Ga,In)分子的势能函数与稳定性的密度泛函研究

根据原子分子反应静力学原理导出了AuX(X=Al,Ga,In)分子基态电子状态及其离解极限,并在B3LYP/LANL2DZ水平上计算了平衡几何、振动频率和解离能。利用Murrell-Sorbie函数拟合出了解析势能函数,并计算出光谱参数和力常数。计算结果表明该分子体系是稳定存在的,其中AuAl分子具有强较的稳定性。