一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构与成键性质

采用密度泛函理论方法,研究了一类新型含平面四配位碳、硅和锗的化合物的结构、成键、稳定性和光谱性质.通过结构优化和振动分析表明,这类含有平面四配位结构单元CB4、SiN4、GeN4、GeB4的分子具有稳定的电子和几何结构.这些稳定体系均存在中心原子与周围4个原子间的共轭π键,其中中心原子C为π电子给体,Si为π电子受体,而Ge可以是π电子受体也可以是给体.对于含平面四配位硅和锗的分子C20H16N4Si和C20H16N4Ge,中心原子采取sp2d杂化方式与周围的N原子形成σ键,而由于C原子价层无d轨道且s和p轨道的能级差相对较小,近似采用sp2杂化与周围的B原子形成多中心σ键.     

四苯基卟啉西佛碱的电子结构和紫外可见吸收光谱

测定了四个四苯基卟啉西佛碱的电子吸收光谱,用群论和HMO法计算四苯基卟啉西佛碱共轭体系的π分子轨道能级和对称性。由单电子π-π跃迁对其电子吸收光谱各谱带给以指认。根据π电荷密度的变化讨论分子内电荷转移的可能性。     

有机小分子、离子芳香性的密度泛函研究Ⅱ.芳香性与磁性材料设计

在B3LYP水平、6－31＋G（d）基组上分别计算了单重态和三重态4nπ电子的有机轮烯离子C5H5^＋和C6H6^ 的芳香性和构型。根据几何、能量和磁性判据，发现4nπ电子轮烯单重态具有反芳香性，而三重态具有芳香性，且其三重态能量比单重态能量低。因此具有Dnh对称性的4nπ电子轮烯可以提供基态具有未成对电子的顺磁中心，用于分子基磁性材料的合成。     

碳链共轭烃的稳定性问题

本文用分子轨道图形理论讨论了碳链共轭烃的稳定性,文中引用前文给出的共轭体系Eπ展开公式,得到直链共轭烃电子总能量的近似公式,从而建立了具有明确图形意义的四参数共轭分子的稳定性判据,成功地说明了单环共轭分子的(4n+2)和4n规则,并较好地解释了一些多并环的稳定性。     

浅谈用杂化轨道理论解释SO_3结构

北师大、华中师大、南京师大合辑的《无机化学》教材中,对SO_2、SO_3的结构采用杂化轨道理论和离域π健解释.其中关于SO_2的结构及液、固态SO_3的结构学生都比较容易理解.但对气态SO_3的结构则较难理解.教材中把气态单分子SO_3的平面三角形结构解释为中心硫原子采用SP~2杂化,形成三个σ键,一个4原子6电子离域π键π_4~6,S—O键具有双键特征.这里并没有解释硫原子是怎样杂化,如何成键.因此,学生按教材上册P_(270)所论述的杂化方法,推测硫原子的杂化过程为:     

NO2大π键量子化学研究

用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD方法结合6-311＋＋G（3df,3pa）基组的计算水平以及休克尔分子轨道（HMO）理论对基态NO2大π键进行了研究。结果显示,基态NO2中氮原子接近sp2杂化。未参与成键的杂化轨道电子占据数约为0．99。大π键中成键电子和反键电子总数均约为3．62,;而自然键轨道（NBO）...     

二氧化氮分子的量子化学计算及其紫外光电子能谱的解析研究

本文用从头计算法对二氧化痰分子进行了量子化学研究,并将计算结果用于紫外光电子能谱的解析研究,且对该分子的电子结构作了有意义的讨论.计算所得的二氧化痰分子稳定几何构型与实验测定值完全相符;此构型的分子基态电子组态中,两个n型分子轨道1b_1和1a_2均填两个电子,形成Π_3~4π键;并根据分子轨道等值线图所表明的成键性质,对光电子能谱实验作出了令人满意的阐释.     

C4H6O,C4H6S与HX(X= F,Cl,Br)分子间氢键的理论研究

运用MP2/aug-cc-pVDZ对C4H6O,C4H6S与HX(X=F,Cl,Br)之间的氢键作用进行了理论研究,发现2,5-二氢呋喃、2,5-二氢噻吩与HX之间不仅存在n…HX型氢键,C-C双键与卤化氢分子亦可形成π型氢键.氢键键能△E、氢键键鞍点处的电子密度ρ(rc)以及从电子给体到受体之间的电子转移数△q(HX)均表明,n型氢键比π型氢键更容易形成,与实验结果一致；C4H 6O…HX(n),C4H6S… HX(n) (X= Cl,Br)中的氢键作用介于离子键和共价键之间；而对于其他氢键复合物,电子供体和受体之间的作用为闭壳层相互作用,即静电作用.形成氢键后,电子从C4H6O,C4H6S转移到HX使卤化氢分子的积分性质发生了变化,氢原子能量增加,偶极矩减小,体积减小.     

互斥-杂化-离域——对简单分子结构的讨论

本文以ABn型简单分子为例,采用“互斥-杂化-离域”的步骤,即首先用VSEPR法确定分子的形状,进而了解分子中σ成键情况,最后考虑形成离域π键的可能性,对分子结构及其性质进行较全面的讨论。     

关于Fourier部分和算子范数上下界的新估值

研究Fourier算子Sn的范数‖Sn‖=1π∫π-π|sin2n 1/2t/2sint/2|dt.已知‖Sn‖具有表达式‖ Sn‖=4/π2 log n A n,其中A n表示与n相关且对n一致有界的数列.至今最好的估计是Rivlin给出的:‖Sn‖≤4/π2 log n 3,通过进一步精细的估计证明了4/π2 log n 1《‖Sn‖《4/π2 log n 2,从而给出了关于一致有界量An的上下界的一个新估计.     

多环体系芳香性的数学表示

摘要本文在半经验SCF—MO计算等方法的基础上,对多环烃的芳香性进行了探究,并得出,在多环体系中,总π电子数趋向于形成小的(4n+2)的共轭体系,而避免4n电子体系的形成     

激发态DNA碱基对分子间相互作用的理论研究

[目的]利用本课题组发展的定量分析方法研究激发态DNA碱基对分子间相互作用的本质,以及不同类型的电子跃迁对DNA碱基对分子间相互作用的影响.[方法]采用广义Kohn-Sham能量分解分析方法(generalized Kohn-Sham based energy decomposition analysis, GKS-EDA),对两种Waston-Crick构型和两种stacked构型的DNA碱基对分子间相互作用本质进行理论研究.[结果]对于Waston-Crick构型的碱基对,n→π^*跃迁削弱了轨道极化作用但加强了电子相关作用,激发态分子间相互作用由电子相关作用主导,而π→π^*跃迁对分子间氢键影响较小;对于stacked构型的碱基对,π→π^*跃迁削弱了静电相互作用但增强了电子相关作用.[结论] Waston-Crick构型碱基对分子间相互作用本质受电子激发跃迁影响较大,而电子激发跃迁基本不改变stacked构型碱基对分子间相互作用本质.     

周环反应的理论基础及应用

周环反应已经广泛地运用于有机合成的各个领域,在合成环烯反应中起着重要作用。π电子体系的判断依据及相应顺旋/对旋的规律是周环反应的重点和难点,通过举例讨论4n和4n+2π电子体系的判断准则及在周环反应中关环/开环的规律和应用。针对立体思维较薄弱的初学者,在遵循该法则的基础上,引导学生探索规律,帮助学生系统掌握相关知识体系。     

全金属团簇Be32-芳香性的理论研究

将芳香性概念扩展到全金属团簇Be32-,运用密度泛函理论（B3LYP,B3PW91）,从头算方法（MP2）,对全金属团簇Be32-,NaBe3-和Na2Be3的稳定结构、振动频率与电子总能量（考虑了零点能ZPE）作理论计算．计算的结果显示,NaBe3-和NaBe32-团簇中包含一个正三角形的阴离子Be32-．并根据芳香性的平面、电子结构、核独立化位移（NICS）以及它们的分子轨道几个标准进行分析．分析的结果指出,2个离域化的π电子遵循4n＋2电子计算规则,并且呈现出π芳香性．     

判断多原子分子结构的方法 Ⅰ.简单多原子分子结构的判断

本文根据共价鍵理論及最低能量原理提出一个判断多原子分子結构的一般方法,希望能对物质結构課程的教学有所帮助。其具体內容有如下几点: 1. 討論了最低能量原理与热力学及統計力学規律的关系。 2. 提出了一个判断多原子分子結构的一般方法,其要点为:(1)首先可以肯定,在可能条件下分子有自发傾向要尽量形成更多的键,(2)其次可以肯定,在尽量形成更多鍵的基础上,分子必然也有自发倾向尽量使其各鍵的鍵能更大。其判断步骤为:(1)首先判断分子中的σ鍵,(2)其次是判断π键及大π鍵,(3)第三步再判断杂化轨道;(4)最后可检查是否有一些共軛π鍵被遺漏,例如π,P共軛是否只簡单地看作是一些小π键。 3.詳細討論了与各种S-P杂化軌道有关分子的結构。     

ABn型共价分子中大π键的推断

以杂化轨道理论为基础，提出了一个公式ｍ＝ＶＥ＿ｔ－２Ｈ＿ｔ计算参与形成大π键的电子数，从而导出ＡＢ＿ｎ分子中存在的大π键类型。该法准确、可靠，物理意义明确，且简便易记．     

三个磷酰化香豆素的合成及单晶结构

以二烷基亚磷酸酯和香豆素为原料,通过Atherton-Todd反应合成了3个新型含有磷酰基的香豆素类化合物,7-磷酰二乙基香豆素(2a)、4-甲基-7-乙酰氧基-6-磷酰二乙基香豆素(2b1)和7-羟基-4-甲基-6-磷酰二异丙基香豆素(2b2).单晶结构显示:化合物2a、2b1均为三斜晶系,P-1空间群,分子间有弱的π-π堆积,分子间主要靠范德华力紧密结合在一起.化合物2b2为单斜晶系,空间群为P2(1)/n,P=O的O原子和羟基氢原子之间存在分子间氢键,每一个分子分别与另外两个分子相连形成链状结构,由堆积图可以看到分子间有弱的π-π堆积,分子间主要靠范德华力紧密结合在一起.     

介观金属环中量子干涉晶体管对电子相干性的影响

研究了介观金属环1个通道上的量子干涉晶体管的栅极电压及其在通道上的位置对电子相干性的影响。理论结果表明,一般情况下改变栅极长度L6(下通道长度L2)会使透射率以π(2π)周期性变化。同时发现栅极在通道上的位置对透射率的周期性不产生影响,仅改变透射率的大小。但当kL6=nπ时,透射率为kL2的函数,周期为π;当kL6=(2n+1)2π时,量子干涉晶体管的位置不影响电子透射率的相干性;当上、下通道长度相等,且kL2=kL=nπ时,透射率恒为1,与栅极长度及其在通道上的位置无关。     

紫外吸收光谱测定氢键强度的实验讨论

通过对丙酮、环已烷、乙醇等溶液的光谱分析，探讨含杂原子基团的有机化合物在极性溶剂中，与溶剂分子形成氢键而导致n→π＊跃迁，吸收带发生位移的规律。     

平面B_nBe(n=1～7)团簇的结构和稳定性理论研究

运用密度泛函理论(DFT)对平面B n Be(n=1～7)的结构、稳定性及势能面进行了计算.通过计算得到了B n Be(n=1～7)团簇的最稳定结构.值得注意的是,B n Be(n=1～7)团簇的结构模式转变发生在n=1到n=2之间.平均原子成键能(BE)、成键能增量(IBE)、能量二次差分(Δ2E)和能隙(ΔE)的变化图揭示了B4Be和B7Be具有较高的稳定性.结果表明,B n Be(n=1～7)团簇的稳定性与离域π分子轨道、σ正切分子轨道和σ径向分子轨道的相互作用有关.价分子轨道和核独立化学位移(NICS)的分析证明异构体B n Be(n=2～5)都具有π-芳香性.理论分析表明,B4Be具有σ-和π-双芳香性.有趣的是,在CCSD(T)/6-311+G(d)//B3LYP/6-311+G(d)水平上,B4Be是热力学上和动力学上稳定的,可能在将来的实验中观察到.