共价氢化物A—H键振动频率的计算

本文提出了一个计算氢化物Y_mAH分子中A-H键振动频率v_(A-H)的新公式:v_(A-H)=1119φ-10.5N+610(cm~(-1))及计算团电负性的新公式:并对Y_mAH(Y=H或Y≠H,m=0,1,2,3)多种类型的共价氢化物分子的键振动频率进行了计算,其结果与实验相一致。     

A-H键振动频率与原子价层轨道能

本文研究了原子价层轨道能与共价型分子氢化物中 A—H 键的振动频率 v_(A-H)的关系,结果表明二者问有良好的线性关系,其计算式为:v_(A-H)=-a∑n_1E_1/∑n_1(A)+b (1)v_(A-H)=-c∑n_1E_1/∑n~(?)(B)+d (2)利用上式计算的振动频率 v_(A-H)值接近于文献值。从而验证了用韩长日方法计算电负性的合理性。     

XH_n型共价氢化物中的H—X伸缩振动频率的计算

有关共价氢化物分子XH_n中X—H伸缩振动频率v_(X-H)文献曾从诱导效应进行了研究,取得了一些结果,但是前人提出的公式对每一周期或每一主族都是不一样的,尚缺乏适用于这类分子XH_n中所有伸缩振动频率v_(X-H)的通用公式。     

双氢键复合物XZnH…HArF(X=H,F,Cl,Br)的理论研究

使用分子轨道从头算方法,在MP2(full)/6-311++(2d,2p)理论水平上对XZnH(X=H,F,Cl,Br)和稀有气体化合物HArF组成的双氢键复合物XZnH…HArF的性质进行了研究.结果表明,所有的复合物都具有线形结构.在所有的体系中,由于双氢键的形成,H—Ar键和H—Zn键的伸缩振动频率发生了红移,同时伴随着两者键长的增大.复合物的相互作用能按HZnH…HArF>BrZnH…HArF>ClZnH…HArF>FZnH…HArF顺序降低.分子间的伸缩振动频率、复合物的H—Ar键和H—Zn键伸缩振动频率的位移与相互作用的能量相关.采用自然键轨道方法做了电荷计算,表明分子内部原子电荷发生了变化,H—Ar键振动频率的红移可以用Alabugin的超共轭和重杂化理论解释.     

氢化物中A—H键振动频率递变规律的研究

通过对氢化物离子性、A－H键键长及YmA-基因有效核电荷等规律性研究，提出了一个计算共价氢化物分子中A－H键振动频率VA－H的新公式：VA－H＝1119Φ1-10．5Φ2＋610（cm^-1)为了计算Y≠H时的氢化物分子中A－H键的振动频率VA－H，还建立了一个计算基因电负性的新方法：XG＝0．925[XA 1／N∑m=1^3√XAXYm－XA）]并对19个HmA－H（Y＝H）型分子和55个YmA－H（Y≠H)型分子中A－H键的振动频率进行了计算，其结果与实验值接近程度较其他献地。     

X...Y(X=LiF,NH_3,H_2O;Y=HF,LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-p VTZ水平下,对X…Y(X=Li F、NH_3、H_2O;Y=HF、Li F)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算.根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLi F分子中的H—F键是共价键,而Li—F键则为离子键而非共价键.H3N…Y(Y=HF、Li F)、H_2O…Y(Y=HF、Li F)中的氢键或锂键源于静电相互作用,并非共用电子的共价键.结合能的计算表明:与HF相比,Li F与X(X=Li F、H_2O、NH_3)的结合能更高;结合能从高到低依次为Li FNH_3H_2O.红外振动频率分析表明HF与NH_3、H_2O形成红移氢键,即H—F键长增加,相应的H—F伸缩振动频率降低.H3N…Li F的Li—F键键长增加同时伸缩振动频率减少.而Li F与H_2O形成锂键后,键长增加0.001 6 nm,而Li—F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1,即蓝移锂键.     

过氧化氢分子的键能和成键特性的CNDO/2研究

H2O2分子中的O—H键比H2O的略长．而键振动频率v^-和计算的键能EAB值表明．H2O2分子中的O—H键则略强于H2O的。本用CNDO／2方法对其键能进行了计算．并对这一“反常”现象进行了解释。     

对氢化物H_(n+1)X中X—H键振动频率规律性的探讨

本文在文献[1]工作的基础上,总结出一个新的计算所有氢化物H_(n+1)X中X—H键振动频率νx-Ⅱ的普适公式νx-Ⅱ×10~(-2)=2.305_r~n+10.38_(N-1)~1+8.359该公式较前人的公式简单,不需再引入更多的参数,使用起来相当方便。     

铝离子水分子团簇Al~(3+)(H_2O)_n(n=1～6)性质的理论研究

采用高水平的从头计算方法对铝离子水分子团簇Al3+(H2O)n(n=1～6)进行了几何构型的优化、能量和振动频率的计算.计算结果表明Al3+(H2O)n(n=1～6)的最稳定构型都是水分子直接结合于离子.随着团簇中水分子数的增加,R(Al3+—O)逐渐增长,总的结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小.团簇中,铝离子和水分子之间有明显的电荷转移,铝离子的极化作用导致O—H键伸缩振动向低波数方向移动,而对∠HOH的弯曲振动影响较小.     

A-H键振动频率

本文用价层轨道平均能和价电子的平均核势来研究A－H键振动的规律性,得出了一个关系式,用此公式计算振动频率的值与实验值非常接近。     

X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF,LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下，对X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF, LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算. 根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键, 而Li-F键则为离子键而非共价键. H3N…Y (Y=HF，LiF)、H2O…Y (Y=HF，LiF)中的氢键或锂键源于静电相互作用, 并非共用电子的共价键. 结合能的计算表明: 与HF相比, LiF与X (X=LiF, H2O, NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为 LiF > NH3 > H2O. 红外振动频率分析表明HF与NH3、H2O形成红移氢键,即 H-F键长增加, 相应的H-F伸缩振动频率降低. H3N…LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少. 而LiF与H2O形成锂键后，键长增加0.016 ?，而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1 , 即蓝移锂键.     

X…Y(X=LiF，NH3，H20;Y=HF，LiF) 复合物中锉键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下,对X...Y(X=LiF,NH3,H2O; Y=HF,LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键,而Li-F键则为离子键而非共价键H3N...Y (Y=HF,LiF),H2O...Y (Y=HF,LiF)中的氢键或铿键源于静电相互作用,并非共用电子的共价键结合能的计算表明:与HF相比,LiF与X (X=LiF,H2O,NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为LiF gt; NH3 gt;H2O红外振动频率分析表明HF与NH3,H2O形成红移氢键,即H-F键长增加,相应的H-F伸缩振动频率降低H3N...LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少而LiF与H2O形成铿键后,键长增加0.001 6nm,而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2c;m,即蓝移铿键.     

H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法，在6-31G^*水平下，研究了H6M4(N2H2)3(a—M＝Al，b—M＝Ga)簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质．结果表明：N—N键比肼中N—N键长，有进一步裂解的趋势．振动频率计算表明：铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构．     

HCOOH在电极Pd(110)表面电吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合方法,对HCOOH分子在Pd(110)表面bridge,bidentate和unidentate三种形态吸附位进行吸附结构、Mulliken布居和振动频率等性质的计算;计算结果表明HCOOH在金属态表面bidentate为最稳定的吸附位,电极表面unidentate为最稳吸附位;HCOOH在电极表面的吸附远大于金属态表面的吸附能,表明电化学反应比普通化学反应容易进行.电极表面吸附的结构和频率分析显示,吸附过程中O—H、C—H键均伸长,v(O—H)键和v(C—H)振动频率均发生明显红移,表明H原子在吸附过程中容易断裂,脱离HCOOH分子.Mulliken电荷布居分析表明在电吸附过程中电子由HCOOH分子向Pd(110)表面进行转移,有利于电催化反应进行.     

(NH3)2(H2O)4团簇结构的密度泛函理论研究

利用经验势得到(NH3)2(H2O)4团簇的初始结构,在初始结构的基础上利用DFT/B3LYP/6-31G(d)进行几何结构优化和频率计算.在此基础上挑选出稳定的构型利用DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)进行优化.得到了(NH3)2(H2O)4团簇的16种稳定异构体,通过对这些异构体的键长,振动频率,偶极矩的研究,发现了结构对称性好,键长较短的构型能量较低,结构较稳定.     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H_2O(~1A_1)的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O(X軒1A1)离解极限。采用密度泛函B3lyp/6-311 g**方法优化出H2O(1A1)了平衡几何、离解能和振动频率.考虑核振动能量,修正Born-Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O(1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O(1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H OH反应和O H2反应的势能面静态特征。结果表明:在H OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利。     

分子拓扑指数在氢化物中的应用 Ⅱ.A─H键振动频率递变规律的研究

根据分子连通性拓朴方法，提出了一个新的分子拓扑指数YM，将元素周期表P区氢化物HnA─H型分子中A─H键的振动频率νA－H与分子拓扑指数YM相关联，复相关系数为0．9988，标准偏差为37．49，其计算公式为式中：γA－H为氢化物HnA－H型分子中A－H键键长．对近17个P区氢化物分子中A－H键的振动频率νA－H进行了计算，理论值与实验值相吻合程度很高，平均相对偏差为0．97％，小于前人所有的方法．新方法形式简洁，计算方便，物理意义明确，很好地解释了P区氢化物HnA－H型分子中A－H键的振动频率νA－H的递变规律．     

非Born—Oppenheimer近似理论下水分子H2O（X^1A1）的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O（X^1A1）离解极限。采用密度泛函B31yp／6-311＋＋g^＊＊方法优化出H2O（X^1A1）了平衡几何、离解能和振动频率．考虑核振动能量,修正Bom—Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O（X^1A1）分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O（X^1A1）分子非Bom—Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H＋OH反应和O＋H2反应的势能面静态特征。结果表明：在H＋OH—H2O通道上反应为无阈能反应,而O＋HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H—H键的方向最为有利。     

C32衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对富勒烯C32及其衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究.研究结果表明,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均存在着比C32本体更好的离域共轭键,预计它们的稳定性比C32要大,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均是势能面上的稳定驻点.振动频率计算表明C32卤化衍生物的稳定性随着卤素原子序数的增大而降低,C—F键稳定化能最大.C32H2和C32F2在所研究的簇分子中是较为稳定的,它们应该能够合成出来.     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H2O（1A1）的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O(X軒1A1)离解极限。采用密度泛函B3lyp/6-311++g**方法优化出H2O(1A1)了平衡几何、离解能和振动频率.考虑核振动能量,修正Born-Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O(1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O(1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H+OH反应和O+H2反应的势能面静态特征。结果表明:在H+OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O+HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利。