基于密度泛函的SF6特征分解产物拉曼光谱研究

【目的】为促进 SF6分 解 产 物 拉 曼 光 谱 检 测 技 术 的 发 展。【方 法】基 于 密 度 泛 函 理 论 的 B3LYP 泛 函,采 用 6-31G(2df,p)基组对 SF6,H2S和CF4的分子构型,采用6-311+G(3df,2p)基组对 SO2和CO的分子构型,分别几何优化,优化后计算室温298.15K 下拉曼频率和强度。将结果与 NIST 标准频率比较,利用线性回归研究计算值与实际值的相关性。【结果】优化后的构型都没有虚频存在,且键参数计算值与文献报道偏差很小;拉曼峰计算值与标准值线性相关性很好,两种基组的相关系数R2 分别为0.9997和0.9998;结合实测拉曼光谱优选定性识别 SF6,SO2,H2S,CO 和CF4的特征峰分别为794.10,1365.62,1257.54,2160.52 和415.07cm-1,与各自的 NIST 标准值基本一致。【结论】采用密度泛函理论的B3LYP泛函计算SF6分解产物的拉曼光谱是可信的,为基于拉曼光谱的 SF6分解产物定量检测提供有力的参考。
     

基于过渡态理论及密度泛函理论的SF6主要分解产物生成路径的反应速率常数计算

基于分解组分分析的SF_6绝缘设备故障诊断方法不受电磁干扰,得到了广泛应用。前人建立了许多SF_6分解模型以探究SF_6分解的内部机理,但现有模型采用的反应速率常数为300 K温度下测量所得,并不适用于SF_6的过热及电弧分解。对SF_6分解过程中主要稳定分解产物SOF_2、SO_2F_2、SO_2的生成机理进行研究,采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)结合B3LYP/6-311G~*方法分析了主气室内SOF_2、SO_2F_2、SO_2的主要生成路径:SF_4水解生成SOF_2、SOF_4水解生成SO_2F_2、SOF_2水解生成SO_2,得到了所涉及反应的反应物、生成物及过渡态结构;并采用高精度耦合簇[coupled-cluster with single and double and perturbative triple excitations,CCSD(T)]方法结合aug-cc-pVTZ基组得到了各反应的势垒;再根据过渡态理论(transition state theory, TST)从理论上计算了上述反应的反应速率常数。该反应速率常数考虑了温度变化的影响,适用范围更广,为研究SF_6过热及电弧分解的内部机理提供了理论支撑。     

草酰碘分子构型的量子化学研究

采用量子化学从头算的HF,MP2,QCISD方法和密度泛函中的B3LYP方法,在不同基组6-311G(d),6—311G(2df),6—311G(3df),6-311 G(3df)水平上对草酰碘中性分子(ICO)2作了构像分析．结果表明,在不同基组水平上,由MP2,QCISD,B3LYP方法均能得到草酰碘分子的交叉式构型和平面反式构型,与实验所得草酰卤化物的构型完全相符．     

SF5CF3几何构型及红外振动光谱的量子化学研究

采用8种密度泛函方法BHLYP,BLYP,B3LYP,BP86,B3P86,B3PW91,BPW91和KMLYP,以及DZP 基组,对新的温室气体SF5CF3进行了几何构型优化和红外谐振光谱计算.该分子为Cs构型.通过计算值与实验值比较,用KMLYP和BHLYP方法所得几何构型参数与实验值最接近.采用8种方法对SF5CF3进行了红外谐振频率计算,通过与实验值对比,用B3LYP,B3P86和B3PW91方法得出了比较满意的结果.其平均绝对误差分别为29 cm-1,22 cm-1和24 cm-1.红外吸收强度预测表明,SF5CF3是一种威胁性很大的温室气体.     

乙烯二卤代物优势构象的量子化学研究

采用密度泛函理论（DFT）中的B3LYP方法对混合二卤代乙烯化合物的结构（用6-31G（d,p）基组）作了计算,得出不同构型的最低能量值。用DFT方法中的B3LYP/6-311＋G（3df,3pd）在相同的计算水平下,通过Mulliken布居数和键能分析考察了混合二取代乙烯分子取其优势构型的内在原因。     

新型4H-3,1-苯并噁嗪类化合物的合成及拉曼光谱研究

应用连续的Passerini-氮杂Wittig反应合成了两种4H-3,1-苯并嗯嗪类化合物,对合成的苯并噁嗪化合物进行拉曼光谱测试分析,用密度泛函(DFT,density functional theory)理论的B3LYP方法,选用标准的6-31G*基组对化合物的几何构型进行优化,并对其振动频率进行了量化计算.结果表...     

Equilibrium Structure and Spectroscopy Constant for the Ground State X1Σ+g of As2

运用B3P86,B3LYP,QCISD,QCISD(T),CCSD,CCSD(T)等方法、6-311G,6-311++G(d,p),6-311G(df),6-311++G(3df),6-311+G(3df),aug-cc-pvdz等基组对As2基态的平衡结构进行优化计算,计算结果与实验值进行比较,得出B3LYP/6-311+ G(3df)基组为最优基组；然后对As2基态进行谐振频率计算,得到谐振频率cm-1,并进行单点能扫描计算,用最小二乘法拟合为Murrell-Sorbie函数,由势能函数参数计算与As2基态相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.这些数据为砷团簇研究提供了理论依据.     

As2（X1∑g+）基态的平衡结构与光谱常数

运用B3P86,B3LYP,QCISD,QCISD(T),CCSD,CCSD(T)等方法、6-311G,6-311++G(d,p),6-311G(df),6-311++G(3df),6-311+G(3df),aug-cc-pvdz等基组对As2基态的平衡结构进行优化计算.计算结果与实验值进行比较,得出B3LYP/6-311+G(3df)基组为最优基组;然后对As2基态进行谐振频率计算,得到谐振频率cm-1,并进行单点能扫描计算,用最小二乘法拟合为Murrell-Sorbie函数,由势能函数参数计算与As2基态相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.这些数据为砷团簇研究提供了理论依据.     

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.     

阳离子XY+(X,Y=Li,Na,K)光谱常数和分子特性计算

用三参数密度泛函B3LYP和耦合族理论CCSD(T)方法对6个阳离子分子XY (X,Y=Li,Na,K)的基态进行频率和结构优化计算,获得了其平衡键长re和谐振频率ωe.进而在全空间上进行势能扫描,获得的离散势能点被拟合到SPF函数,从拟合函数中抽取相应的光谱常数,包括非谐振频率ωexe、旋转常数Be、离心畸变常数De和旋振相互作用常数αe,解离能等分子特性也进行了计算.为了研究基组对结构和光谱常数的影响,分别应用6-311 G(d,f),6-311 G(2df,2pd),6-311 G(3df,3pd)3种基组,同时验证计算结果的一致性.结果表明:CCSD(T)计算的光谱常数结果更接近实验值;6-311 G(2df,2pd),6-311 G(3df,3pd)的结果比较一致,但对个别分子离子的光谱常数ωeye和ωeze3种基组显示出了较大的差异.理论计算的结果和可获得的实验结果以及其它理论计算结果符合得比较好.     

H_3 SiF的谐振力场和振转光谱常数的从头算研究

用B3LYP、B3PW 91和MP2方法在6-311G（2df,2pd）,6-311G（3df,3pd）,cc-pVQZ基组水平上对H3S iF的谐振力场和振转光谱进行了研究.将计算得到的平衡几何结构（包括键长、键角）、转动常数、谐振频率和四次离心畸变常数分别与已有的实验值和理论值进行比较.由密度泛函方法计算得到的数据是可信的.     

红景天中酪醇的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311G(d)水平上对该物质的分子构型、mulliken电荷进行优化计算,并在同基组水平下进行分子轨道、红外光谱的计算以及振动分析,探讨其分子性质及抗氧化性机制.     

银溶胶中水杨酸吸附行为的实验和密度泛函理论研究

从实验上获得了水杨酸(salicylic acid,SA)的常规拉曼散射(Normal Raman Scattering,NRS)光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)光谱.应用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)在B3LYP/6-31+G**(C、H、O)和LANL2DZ(Ag)基组水平上对SA分子进行了结构优化,并计算了SA分子的NRS光谱以及其吸附在Ag纳米颗粒上两种不同构型体系的SERS光谱.通过理论结果与实验值对比,发现SA分子通过羧基吸附构型比羧基与羟基共同吸附构型的计算结果与实验值符合得更好.最后,利用Gauss View可视化软件对其振动模式进行了详细指认.经分析得出:在银溶胶中,SA分子是通过羧基倾斜地吸附在银纳米颗粒表面的.     

P_4团簇电子结构和振动光谱的理论研究

采用自洽场的HF方法、密度泛函BLYP方法,以及杂化的密度泛函B3LYP方法,利用6-311+G(d)基组对P4团簇的6种异构体进行了几何优化,并以此为基础计算了异构体的振动光谱。然后对上述异构体的几何构型、稳定性,以及振动频率进行了讨论。     

H2CO与HO自由基反应机理的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311 G(d,p)基组水平上研究了H2CO与HO自由基反应的微观机理,全参数优化了反应过程中各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型.研究发现:H2CO与HO自由基反应的两条反应通道都是可行的,其生成产物是H2,CO2和H原子.从构型参数看,对于经典分子的计算结果与文献值很接近,表明计算的结果是可靠的.     

O（^3P）与CH2=CHF反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论（DFT）方法,对O（^3P）与CH2=CHF的反应进行了理论研究.在UB3LYP/6-311＋＋G（d,p）,UB3LYP/6-31＋＋G（3df,3pd）计算水平上,优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并在UQC ISD（T）/6-311＋＋G（2df,2pd）水平上计算了单点能量.为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP/6-311＋＋G（d,p）水平上进行了内禀反应坐标（IRC）计算和频率分析,并确定了反应机理,研究结果表明,反应主要产物为CH2CFO和H.     

O(3P)与CH2=CHF反应的理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)方法,对O(3P)与CH2=CHF的反应进行了理论研究.在UB3LYP/6-311 G(d,p),UB3LYP/6-31 G(3df,3pd)计算水平上,优化了反应物、产物、中间体和过渡态的几何构型,并在UQCISD(T)/6-311 G(2df,2pd)水平上计算了单点能量.为了确证过渡态的真实性,在UB3LYP/6-311 G(d,p)水平上进行了内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析,并确定了反应机理,研究结果表明,反应主要产物为CH2CFO和H.     

第一系列过渡元素羰基化合物的核磁共振碳谱的研究

用密度泛函B3LYP方法在6-31 G(d,p)水平下优化了三种第一系列过渡元素单核羰基化合物几何构型,进行了振动分析,并用GIAO方法在相同的基组水平上对它们的核磁共振碳谱进行了研究;同时,在B3LYP/6-31G(d,p)基组水平上对两种第一系列过渡元素双核羰基化合物进行了构型优化和振动分析,并在B3LYP/6-31 G(d,p)基组水平上进行核磁共振碳谱的计算.计算结果与实验结果吻合较好.     

双水作用Met过渡态电子激发特性的图解分析

采用密度泛函理论(DFT)中的B3 LYP方法,在6-311+G(2df)基组水平上优化气相条件下甲硫氨酸(Met)分子的几何构型,分析Met+2 H 2 O分子体系手性转变过程中各基元反应物的特征,并在M06-2X/def2-TZVP下,用含时密度泛函理论(TDDFT)方法给出隐式溶剂甲醇下Met+2 H2 O分子体...     

电场作用下MgS分子电子激发特性的理论研究

以6-311++G(2D)为基函数,采用密度泛函的B3LYP方法优化了不同外电场下MgS分子的稳定几何构型,分析了电偶极矩、电荷分布、HOMO能级、LUMO能级、能隙、红外光谱和谐振频率等随电场的变化情况,利用杂化CIS-DFT( B3 LYP)方法在相同基组下研究了外电场下MgS分子激发态.计算结果表明:分子结构与外...