过渡金属团簇Crn结构的理论研究

应用量子化学从头算方法研究了纯过渡金属Cr团簇中的各种组态及金属键,在HF/Lanl2DZ水平进行了研究,并用MP2做了电子相关能校正.通过对其几何结构和电子结构的研究预测:Cr3团簇有直线、V形、正三角形构型;Cr4有平面构型也有立体构型,平面构型原子间存在强弱键现象,即原子间存在定域键;Cr5、Cr6则有平面构型也有立体构型,平面构型有定域键也有离域键,立体构型则都是离域键.     

几种碳团簇的几何构型及电子结构的计算

对电子结构计算中常用的量子化学从头算方法及几种量子化学半经验计算方法进行了讨论，采用这几种电子结构计算方法对C4、C8、C20和C60团簇的几何构型进行了优化，并对几种计算结果进行了比较．对于碳团簇MINDO／3、MNDO、MNDO／d、AM1及PM3五种半经验方法与从头算方法计算结果接近，而且极大地缩短了计算时间。     

簇合物CLin中化学成键的研究

用ａｂ ｉｎｉｔｉｏ方法对Ｃｌｉｎ（ｎ＝４，５，６）分子作了量子化学研究，优化了ＣＬｉｎ（ｎ＝４，５，６）的分子几何构型，分析了各分子中原子的成键特性及其结构稳定性，并对ＣＬｉ５、Ｃｌｉ６分子中Ｃ原子的超常化合价进行了初步讨论。     

富勒烯团簇BxN36-x的电子结构研究

采用从头算量子化学方法在MP2／3—2lG水平对BxN36-x富勒烯团簇进行理论研究。从理论上预测了具有与碳原子簇C36相似结构的一系列BxN36-x富勒烯团簇的存在，并对其几何构型进行优化，研究电子结构，探讨其稳定性。结果表明B16N21比C36具有更好的反应活性。     

钯团簇掺杂钇原子的密度泛函研究

在相对论有效原子实势近似下,用密度泛函方法(B3LYP/LANL2DZ)计算了二元合金团簇PdnY(n=1-5)可能的几何构型和对应的电子态,得到一系列稳定异构体的结构参数、电子态、能量和谐振频率.用最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(HOMO)之间的能级间隙描述团簇的稳定性,Pd2Y团簇的能级间隙最大,PdY团簇的能级间隙最小.Pd-Y相互作用改变了纯钯团簇的几何构形和稳定性.计算结果对系统研究Pd-Y体系的物理化学性质具有意义.     

ZrNi金属玻璃中ZrxNin-x(n≤6)团簇形成的量子化学研究

根据化学键理论与拓扑原理,设计了ＮｉｘＺｒ６－ｘ团簇的可能几何结构,并用从头算方法进行了构型优化,结果表明,小团簇Ｎｉ,Ｚｒｎ－ｘ（ｎ≤５）倾向于生成平面结构,而６原子团簇则是八面体或三棱柱构型更,在大部分情况下Ｚｒ原子把电荷转移ｉ原子。     

水合锌（Ⅱ）离子团簇的量子化学研究

应用高水平的量子化学方法MP2/6-311＋＋G（2d,2p）//B3LYP/6-31＋＋G（d,p）,对气相中的[Zn（H2O）n]2＋（n=1-9）团簇进行研究,优化几何构型,计算了其最稳定构象的结合能及振动频率.结果表明,当n=1-6时,离子与第一水合层中氧原子的平均距离RZn-O逐渐变长;而当n=6-9时,RZn-O却逐渐变小.同时,随着配位水分子数的增加,连续结合能逐渐减小,Zn2＋及第一水合层中氢原子上的正电荷逐渐减小,而第一水合层氧原子上的负电荷变化不大,表明水合分子的电荷极化主要表现为从Zn2＋到H原子的电荷转移.     

平面的BC_nN(n=1～5)团簇的结构和稳定性

在CCSD(T)/6-311+G(d)∥B3LYP/6-311+G(d)理论水平上系统研究了平面BCnN(n=1～5)团簇的几何结构和稳定性。BCnN(n=1～5)团簇的最低能量结构是线形结构。在BCnN(n=1～5)团簇的较低能量结构中,线形结构比环状结构以及含有支链的环状结构在能量上更有利。BCnN(n=1～5)团簇的最低能量结构的平均成键能、成键能增量、垂直电离能和垂直亲和能的研究结果显示,异构体BCN、BC3B和BC5N比它们相邻的团簇更稳定。     

Nbn、Con（n=2-4）纯簇及NbxCoy（x＋y≤4）混合簇的几何结构研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,选择LanL2DZ基组,对过渡金属Nbn、Con(n=2～4)纯簇及NbxCoy(x y≤4)混合簇的各种可能构型进行了优化,并计算了相应的能量、频率、键长,得到了它们的平衡几何结构.对这些结构的对称性和成键规律进行了分析,结果表明:小团簇的稳定几何构型倾向于平均配位数大的密堆积结构.     

水合锌（Ⅱ）团簇Zn2+（H2O）n（n=10~12）的理论化学研究

应用高水平量子化学方法 MP2/6-311++G(2d,2p)//M062X/6-311+G(d,p)对气相中的Zn2+(H2O)n(n=10~12)团簇进行优化,获得其多种稳定结构,计算并比较不同Zn2+的配位数下的结合能及电荷分布.结果表明:当n=10~12时,Zn2+的配位数可以为4、5或6,其中最稳定结构的Zn2+配位数为5或6.随着水分子数的增加,体系最稳定结构的氢键数和离子与内层水分子中氧的距离RZn-O都在不断增加.     

天然氨基酸中氢键的量子化学研究

用从头计算法优化了20种天然氨基酸正、负、偶极离子.计算结果表明,α-NH2上的氮原子可以和羧基氧原子形成氢键,通过N1-H2…O3氢键的生成,原子N1、H3、O4、C4、C5形成了五元环.从正离子、负离子到偶极离子,氢键强度逐渐减小.侧链原子对氢键也有影响:正离子的侧链除苏氨酸和丝氨酸外,其它氨基酸不对氢键构成影响;负离子氢键受侧链的影响较大;而偶极离子中氢键基本不受侧链的影响.     

硅量子点表面钝化的发光研究

通过第一性原理模拟计算发现,对硅量子点表面的钝化条件不同,引入的局域态也不同。我们分别用Si=0和Si-O-Si键对量子点表面进行钝化,在带隙中引入了局域态;而分别用Si—H和岛一OH键对量子点表面进行钝化,在带隙中没有引入任何局域态。结合硅量子点的制备实验和发光的检测,可以解释硅量子点在不同条件下的发光机理。     

叠氮乙烯二聚体分子间相互作用的理论研究

运用从头计算方法,在HF／6—311 G^**水平上,求得叠氮乙烯二聚体势能面上3种稳定的分子几何和电子结构。经二级微扰MP2电子相关校正和基组叠加误差以及零点能校正,求得分子间最大相互作用能为-8．66kJ／mol。由自然键轨道分析揭示了相互作用的本质,发现二子体系间的电荷转移较少。基于统计热力学求得273．15～700．00K温度范围从单体形成二聚体的热力学性质变化。为有机叠氮高能体系中分子间相互作用的理论研究提供了首例和基础数据。     

锗杂硫烯酮及其相关分子的量子化学计算研究

使用ab initio(HF)和密度泛函法(B3LYP,B3P86),在6-311 G(d,p)和6-311 G(3df,2p)基组水平下,对锗杂硫烯酮及其相关分子进行了优化构型的量子化学计算.计算结果表明,标题物Ⅰ和Ⅲ为反式弯曲几何构型,Ⅱ和Ⅳ为弯曲几何构型.NB0分析表明,Ⅰ中Ge原子上有孤对电子,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中有弯曲弱σ键,该键有明显的π键性质,Ⅰ中有C(←=)O键,Ⅲ中有C(←=)S键.     

硅杂硫烯酮及其相关分子的量子化学计算研究

使用abinitio(HF)和密度泛函法(B3LYP,B3P86),在6-311 G(d,p)和6-311 G(3df,2p)基组水平下,对硅杂硫烯酮及其相关分子进行了优化构型的量子化学计算.计算结果表明,标题物Ⅰ和Ⅲ为反式弯曲几何构型,Ⅱ为弯曲几何构型,Ⅳ为线性平面分子.NBO分析表明,Ⅰ中Si原子上有孤对电子,Ⅱ和Ⅲ中有弯曲Si-Cπ键.     

关于邻啰啉分子的量子化学计算

使用M 340S中型计算机(日本),用INDO/F3程序和使用PⅣ1.5G计算机,用Gaussian98程序对邻啉分子进行了结构计算,希望获得定性或半定量的解释.     

H(M)ZSM-5沸石分子筛表面酸性的量子化学研究

用半经验的CNDO/2方法对含有杂原子的H(M)ZSM-5(M=Al,Ga,Fe,B)的表面酸性进行了量子化学研究。基于q_H~+-q_o确定的该系列沸石分子筛B酸强度的大小顺序,与实验结果符合的很好。     

卤代磷杂硫烯酮及其相关分子的量子化学计算研究

使用量子化学 ab initio计算方法(RHF)、密度泛函法(B3LYP)和 MP2 法,在 6 311++G(d,p)和AUG CC PVTZ基组水平下,对氟代磷杂硫烯酮、氯代磷杂硫烯酮及其相关分子进行了全优化几何构型的量子化学计算.计算结果表明,氟代和氯代磷杂硫烯酮为累积双烯结构,磷杂硫烯酮的异构体含 C P 三键,所有分子都具有弯曲几何构型.     

用分子片轨道为基研究环二磷氮的化学键

用量子化学从头计算方法研究环二磷氮的模型化合物(H3PNH)2时发现,如果不在基组中加入磷的d函数,环二磷氮中的P—N竖键将破裂．为检验磷的d函数的作用,提出在分子环境中的分子片轨道的分析方法．先将(H3PNH)2分子分成4个分子片(两个PH3和两个NH),分别计算在分子环境中的各个分子片轨道,再用分子片轨道为基组成整个分子轨道．在分子轨道中,含磷的d函数的分子片轨道的成分很少,剔除之后对优化的键长也影响不大．于是得出结论,磷的d函数只起极化函数的作用,而不是价轨道．     

四聚甲基锂Li4(CH3)4的电子结构的量子化学研究

用Gaussian98W程序对四聚甲基锂Li4(CH3)4的电子结构作了量子化学计算,根据分子轨道能级、电子密度集居数分析、原子电荷、化学键键级等对Li4(CH3)4的缺电子多中心键的特点进行了理论解释.计算表明在Li4(CH3)4中每个碳原子与4个锂原子形成化学键,与一个距离较远的锂原子形成化学键的键级高于与3个距离较近的锂原子的键级,生成不对等的5中心2电子键(5c-2e);四聚甲基锂中Li-C键的平均键级是0.3749,平均键能为132.1kJ/mol.