马来酰亚胺的结构与振动光谱和热力学性质的密度泛函理论研究

用密度泛函理论Ｂ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ方法,通过能量梯度全优化计算,求得马来酰亚胺的分子几何构型和电子结构,按全优化几何构型进行简正振动频率分析,并用校正后的频率计算了２００－６００Ｋ温度范围的标准热力学函数：熵,焓和热容。对上述计算结果进行了讨论,并与结构相似的丁二酰亚胺的计算结果进行了比较。     

丙酮酸分子振动频率、光谱和热力学性质的研究

本文采用密度泛函理论(DFT)研究了丙酮酸分子的几何结构,稳定构象的振动基频、振动光谱和热力学性质.首先在HF/6-31G*、BLYP/6-31G*、B3LYP/6-31G*水平上对丙酮酸分子的几何结构进行优化,结果表明B3LYP/6-31G*水平能够合理的描述分子的几何结构.进而在B3L YP/6-31G8*水平上对优化后的结构进行正则振动频率分析,用0.96校正后的振动光谱和实验结果比较符合较好,并对计算得到的红外光谱,拉曼光谱进行分析,进一步计算得到了该化合物在298-1000K温度下的标准热力学函数值.     

高压下BeSe相变和热力学性质第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了BeSe的相变、晶格动力学和热力学性质.计算得到的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好.焓的计算结果表明在压强为57.68GPa时BeSe会发生从闪锌矿(ZB)结构到砷化镍(NiAs)结构的相变,与实验值56±5GPa较吻合.BeSe的声子色散曲线计算表明零压下ZB结构满足动力学稳定性,而在高压下ZB结构的动力学稳定性将消失.基于准简谐近似方法,还成功预测了BeSe的热容、热膨胀系数和熵随着压强和温度的变化关系.     

精氨酸的电子结构和光谱性质

精氨酸作为组成蛋白质的基本结构单元和重要的化工原料及其特殊的结构特点,一直是理论和实验研究的热点。采用精确的杂化密度泛函理论方法,结合四种不同Gaussian型基组优化了精氨酸的分子几何构型。在较高理论级别下,计算了分子的振动光谱和电子吸收光谱,计算结果与实验得到的紫外光谱相符合。该理论研究为精氨酸的进一步应用、分子设计、构效关系和化学反应规律的研究提供了理论参考。     

IrTi合金结构相变、弹性和热力学性质的第一性原理

基于密度泛函理论结合平面波赝势方法研究了IrTi合金从立方相到四方结构的相变以及其弹性性质和热力学性质等。弹性常数计算结果表明,IrTi合金立方B2结构在施加了四方应变后,结构不稳定,会发生结构相变形成两个可能的四方结构。通过进一步考虑它们的弹性稳定性,从理论角度确定了最稳定的四方相,此结构参数和实验值符合的很好。通过准谐近似,还预测了IrTi合金的徳拜温度和比热容等热力学性质。     

1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪分子的吸收光谱及合成反应热力学性质的理论研究

1,3,5-三乙酰基六氢均三嗪分子(TRAT)作为高能炸药的中间体,研究其光谱性质及合成反应热力学可能性具有较大学术意义.使用密度泛函理论B3LYP方法对合成TRAT反应的相关分子进行几何结构优化、不同温度下的热力学性质计算,用含时密度泛函理论TD-B3LYP方法计算TRAT的电子吸收光谱.结果显示,优化得到的TRAT分子稳定结构由3个面组成,气相中最低能量跃迁吸收峰出现在224 nm,属于近紫外区,溶剂作用使其蓝移5～6 nm,溶剂不影响跃迁性质.298.15 K与标准大气压下,TRAT分子的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为-681.95和-361.31 kJ.mol-1.合成反应的标准摩尔生成焓变和标准摩尔生成自由能变分别为-132.01和-67.23 kJ.mol-1,合成反应在600 K以下能自发进行.     

高温高压下ZnO的相变及热力学性质研究

本文通过平面波赝势密度泛函理论研究了ZnO岩盐(B1)结构、CsCl(B2)结构、闪锌矿(B3)结构和纤锌矿(B4)结构的相变和热力学性质.通过计算得到了晶格常数、体弹模量及体弹模量对压强的一阶导数,与实验值和其他计算结果都符合地较好.根据等焓原理,发现从B4和B3结构到B1结构的相变压强分别约为8.9GPa和7.8GPa.通过准德拜模型,成功得到B4结构的热力学性质,包括不同压强和温度下的状态方程、热膨胀系数和热容.     

NaH高压相变、弹性和热力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,通过平面波赝势方法计算研究了NaH的高压结构相变、弹性和热力学性质.详细计算了NaH的平衡晶格常数a0,弹性常数Cij,体积弹性模量B0及其导数B0′.结果显示:本文计算值与实验值和其他理论值一致.利用吉布斯自由能等熵条件计算发现,NaH从B1结构向B2结构发生相变时的相变压为30.5GPa,体积塌缩率为4.5%,与实验值(29.3±0.9)GPa接近,但小于其他理论计算值(37.0GPa).采用静水有限应变技术计算研究了弹性常数Cij、弹性波速、德拜温度ΘD、弹性各向异性因子随压力的变化关系.根据准谐德拜模型,计算研究了NaH的热容Cv和热吸收系数α等热力学性质.所选择的压力范围为0~50GPa,温度范围为0~1500K.     

氮化钒热力学性质的第一性原理计算

通过投影扩大波方法预测了氮化钒的热力学性质,计算的晶格常数和前人理论实验结果相吻合.通过准谐德拜模型获得了高温高压下相对体积、体弹模量、热力学常数和热熔的变化情况.结果表明,低温低压下,热力学常数随温度迅速增加,在较高的温度和压力下,增长趋于平缓;低温时,热熔与温度的三次方成正比,并且高温时接近于杜隆普蒂常数.     

3,6-双(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-1,2,4三唑并［3,4-b］［1,3,4］噻二唑分子的光谱与热力学性质的理论研究

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+G*水平计算研究3,6-双(4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-基)-1,2,4三唑并［3,4-b］［1,3,4］噻二唑分子的几何结构,光谱,热力学性质.优化得到的最稳定结构与晶体结构一致.气相中最低能量跃迁吸收峰出现在412 nm,溶剂作用使其蓝移29 nm,均对应HOMO到LUMO的电子跃迁.298.15 K,标题化合物分子的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为3703.19和3972.07 kJ·mol-1.     

PuN2气态分子的结构与热力学稳定性的理论研究

用密度泛函B3LYP方法计算了PuN2分子的微观性质,不同温度下气态PuN2分子的能量E,熵S及气态PuN2分子生成反应的标准焓变ΔH°、标准熵变ΔS°和标准自由能变ΔG°.计算结果表明,气态PuN2分子不具有热力学稳定性.     

包含平面四价碳的一个新家族

本文预测一类由碱土金属包围的含平面四价碳的新化合物,通过原子轨道分析和对键临界点的拓扑电子密度分析分别研究了其电荷稳定和成键情况。并且研究了分子的磁性质。这些包含平面四价碳的分子体系通过电子和力学性质得以稳定。D4hSi4B4H4还可以用来稳定平面四价氮离子。     

酶催化乙酰基转移反应的密度泛函研究（Ⅱ）

用密度泛函方法的B3LYP在6-31＋g（d，p）基组水平上，研究了底物对-氨基苯甲酸与芳基胺-N-乙酰基转移酶之间的乙酰化反应．该反应共有两种可能的反应机理：协同反应和分步反应．计算结果表明，协同反应机制在竞争中占优势，是势能面上的最低能量反应通道．     

Zn1-xCoxSe 电学和光学性质的理论研究

应用基于密度泛函理论的第一性原理计算和研究了Zn1-xCoxSe的能量、几何结构、电学和光学性质等。计算发现,Co原子掺入ZnSe晶格常数减小,并导致晶格畸变;分析了电子态密度图,结果表明带隙变窄;计算了吸收系数,结果表明吸收峰展宽至更长波长区域。     

CpCo(CO)_2与乙炔反应的机理及乙炔插入时的区位选择性研究

应用密度泛函理论(DFT),研究了CpCo(CO)2(Cp=环戊二烯负离子)与HC≡CH的反应机理,重点探讨了反应过程中乙炔插入Co—C键时所产生的区位选择性.研究表明,由于羰基碳原子更易受到乙炔碳原子的亲核进攻,导致乙炔从羰基碳原子处插入比从非羰基碳原子处插入更有利.     

5种氨基酸缓蚀机理的量子化学及分子动力学研究

运用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G*水平上,计算甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸及蛋氨酸5种氨基酸类缓蚀剂的前线分子轨道能量、最高占有轨道、最低空轨道的组成及各重原子的自然电荷分布、亲核Fukui指数和亲电Fukui指数.结果表明,这5种氨基酸缓蚀性能与其分子的最高占据轨道能量EHoMo及能级差△E密切相关,EHoMo越大、△E越小,其缓蚀性能越好.其次,通过分析分子最高占有轨道、最低空轨道的组成及原子的Fukui指数,探讨此类缓蚀剂分子的反应活性位点,发现这5种氨基酸是通过N、S及羰基O原子与金属形成配位键而具有缓蚀效果.运用分子动力学模拟,获得了这5种氨基酸分子与Fe(111)晶面的结合能,结合能排列顺序由大到小依次为蛋氨酸＞精氨酸＞天冬氨酸＞亮氨酸＞甘氨酸.为判断氨基酸类缓蚀剂性能的优劣,合成新型、高效氨基酸类缓蚀剂提供了理论依据.     

南极冰表面上ClONO2与Cl-的反应机理研究

文章采用量子化学中的密度泛函理论计算方法B3LYP和基组6-31G(d,p),研究了ClONO2 Cl-(H2O)n→NO-3(H2O)n Cl2(n=0,1)的反应机理。研究发现,随着参与反应的水分子数n的增加,反应活化能垒降低。计算结果表明,在冰表面上,水通过氢键的参与和水化,对该反应起到一定的催化作用,这与实验观察到的结果一致,可以解释南极春季平流层出现的臭氧空洞。     

甲醇辅助的半胱氨酸乙酰化反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论（Density Functional Theory）中的B3LYP方法在6—31G^＊基组水平上,研究了硫醇枯草杆菌蛋白酶（Th—Subt）活性中心的半胱氨酸（Cys）残基与底物乙酸乙酯的转乙酰基反应,并与甲醇分子辅助的乙酰基转移过程作了比较．计算结果表明,该反应有两种可能的反应路径：协同反应和分步反应．后者在竞争中占优势,是势能面上的最低能量反应通道．当甲醇分子辅助反应时,反应路径的优先次序并未发生改变,但活化势垒大大降低,降幅为38．1—85．9kJ／mol．此结果证实了实验得出的结论．     

原子簇Ni2BP稳定结构与成键性质的DFT研究

用DFT方法在B3LYP/Lan12dz水平上对原子簇Ni2BP单重态和三重态的所有可能构型进行全参数优化,获得2个单重态、3个三重态共5个稳定构型;原子簇三重态的稳定性强于单重态,其中Cs对称性的Ni2BP[3](A)是所有单、三重态中热力学最稳定的构型;在簇中Ni-B键强于Ni-P键,且类金属B、P间存在近距离接触.     

氟利昂F-22在外电场下的物理特性

利用密度泛函理论,在LSDA/6-31G+(d,p)基组水平上,研究外电场作用下CHF₂Cl分子的总能量、前线轨道、能隙、势能面和激发态等的变化情况.结果表明,y轴正向电场的增大引起分子的总能量减小、C-Cl键键长增大、电偶极矩增大、能隙减小、势能下降,电场大时分子更容易被激发,但电场增大后分子激发能减小;在外电场作用下,分子的紫外可见光谱发生红移.