H2O2异构化反应的密度泛函理论研究

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在6-311＋＋G（3df,2pd）水平上,全优化得到了H2O2线型和分叉型两种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程异构化的过渡态进行了考察,并采用内禀反应坐标（IRC）加以证实.计算结果表明,从能量角度看,线型的HOOH为稳定构型.热力学和动力学计算表明,分子内的原子转移需要较高的活化能,并且速度很慢.     

密度泛函理论研究S2FH的构型及其异构化反应

采用量子化学中的密度泛函理论B3LYP方法,在AUG cc PVQZ水平上全优化得到了FSSH线型和SSFH 分叉型2种异构体的平衡结构.对可能发生的分子内原子迁移过程的过渡态进行了考察,并进行了振动分析和内 禀反应坐标(IRC)的计算,证实了过渡态的正确性.计算结果表明,线型的FSSH为稳定构型.同时,采用统计热 力学及过渡态理论,研究了2种平衡结构之间相互转化的热力学和动力学性质.根据计算结果,无论是F迁移还是 H迁移,分子内的原子迁移都需要较高的活化能,并且迁移速度较慢.     

6-氯烟酰胺的异构化和质子迁移理论研究

在密度泛函理论B3LYP/6-31G(d)基组水平上,计算了气相中6-氯烟酰胺分子酮式和烯醇式质子迁移异构化过程的2种可能途径:分子内直接质子迁移和水分子辅助质子迁移.结果表明,在气相中只存在一种稳定构型,水分子的参与降低了质子迁移过程的活化能.     

OH自由基与腺嘌呤反应的密度泛函研究

采用密度泛函方法研究了.OH自由基与腺嘌呤的5个加合反应.计算表明,在.OH自由基与腺嘌呤的反应中,.OH自由基攻击腺嘌呤C4、C5和C8位置的反应几率大于别的反应.     

氢氰酸与水的异构化反应密度泛函理论研究

采用电子结构理论中的B3LYP密度泛函方法(DFT),在B3LYP/6-311 G(3df,2pd)水平上,在气相和水相中分别研究了异氰酸与水通过分子间氢键首尾相连,形成五元环过渡态,再转换成氢氰酸的异构化反应.计算结果表明,在水相中异构化过程的活化能比在气相中低,无论在气相还是在水相中异氢氰酸通过水氢键转化成氢氰酸容易些,而氢氰酸由水氢键转化成异氢氰酸相对要困难些,分子间氢键和溶剂化效应在异构化反应过程中起到重要的作用.     

醇水催化7-羟基喹啉质子迁移过程的反应机理研究

用量子化学B3LYP方法在6-311G*基组水平上研究了7-羟基喹啉二水和二甲醇复合物分子间的相互作用和水助及醇助催化质子迁移反应,优化得到了反应物、过渡态和生成物的几何结构,结果表明,在水助及醇助催化质子迁移过程中,3个氢原子都参与了迁移过程,醇助催化质子迁移反应途径在甲醇溶液中的活化能垒比水助催化质子迁移反应低,在甲醇溶液中的反应比在水溶液中的反应更容易.     

α、β硝基胍的异构化反应机理及其相对稳定性的密度泛函研究

用密度泛函(DFT)中的B3LYP方法在6-311 G**水平上优化了α和β型硝基胍的分子结构,找到反应的过渡态,通过振动分析对异构体及过渡态进行了确认,并通过内禀反应坐标(IRC)计算确定了所得过渡态的真实性.对单点用QCISD(T)/6-311 G**计算了能量,同时进行了零点能校正.研究结果表明该反应是一个放热反应,放出热量为35.68kJ/mol,反应的活化能为125.68kJ/mol;β型硝基胍由于分子中存在共轭效应使键长趋于平均,体系能量降低,比α型硝基胍分子更趋于稳定;该反应的正、逆反应的速率常数都较小,分别为1.6×10-9s-1和4.71×10-12s-1,在常温下较难发生异构化,正反应较逆反应易于发生.     

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。     

羟基磷灰石生物材料的第一原理计算

通过密度泛函理论计算来研究原子尺度羟基磷灰石晶体结构和电子结构,结果表明,羟基磷灰石为P63空间群六方单胞,点阵参数为a=0.9302nm、b=0.9303nm、c=0.6770nm,α=90°、β=90°、γ=120°.单胞总态密度主要是由各原子s,P,d电子态组成,费米能级主要是氧的2p4轨道的贡献,表明单胞结构中氧的2p电子最活泼,将优化后结构的衍射图谱和实验衍射图谱进行了比较,匹配较好.     

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。     

N-(2-羟基苯亚甲基)苯胺衍生物分子内质子 转移取代基效应的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31+G(d,p)水平上研究了N-(2-羟基苯亚甲基)苯胺衍生物分子内质子转移的取代基效应.结果表明:吸电子基引入后会让分子更加趋于平面构型,而供电子基取代后让分子发生了一定程度的扭转;吸电子取代基引入后减小了分子平面的电子密度,拉近了N_1-H_2距离,增强了分子内氢键的强度,降低了醇式到酮式的结构互变能垒.供电子取代基引入后增加了分子平面的电子密度,加大了N_1-H_2间距,减弱了分子内氢键的强度,使得质子转移能垒升高.对分子的前沿轨道研究表明醇式较酮式结构来说更易形成激发态,并且能隙随着吸电子能力和供电子能力增强变小,说明其生物活性变强.     

帕拉米韦分子的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)水平上对抗流感药物帕拉米韦进行了计算研究.优化得到了帕拉米韦分子的稳定几何构型,计算了分子的键长、键角、二面角等参数,并对其进行了自然电荷分析和前线轨道分析.以H2O为溶剂研究了溶剂效应对帕拉米韦分子空间结构的影响.理论模拟了帕拉米韦分子在气相和水溶液中的红外光谱,为进一步实验工作提供了理论信息.     

三聚氰胺的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-31G(d)基组水平上对三聚氰胺进行了研究。计算得到了分子的稳定构型,并对其进行了频率分析。然后利用Gaussview图形软件将频率分析数据转换为红外光谱。对红外光谱分析后发现,在400 cm-1～0 cm-1区域内分子的振动类型主要以分子内基团的整体摆动和胺基中C—H键的面外弯曲振动为主。在红外光谱的指纹区(1 333 cm-1～400 cm-1)谱线强度较弱,分子振动模式主要以弯曲振动为主,且存在七种分子的振动模式不具有红外活性。在光谱的特征谱带区(4 000 cm-1～1 333 cm-1),分子振动模式共有两种,即不对称伸缩振动和剪式振动。此外,整个红外光谱中振动峰的实际数目远小于简正振动的数目。     

铜基底上外延生长金刚石薄膜的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论对铜上外延生长的金刚石薄膜的几何结构及其能量特征进行了计算,计算结果表明外延生长金刚石薄膜的几何参数与体金刚石的几何参数相似(特别是(111)面);在铜多晶基体的<111>方向更有利于金刚石薄膜的外延生长.     

化学键的密度函数理论

将密度函数理论发展用于化学键定理计算。这是一种既非矩阵力学亦非波动学的新的量子力学第一原理方法;可适用于分子,晶体,和具有近程有序的非晶态,其中用多极展开处理了库仑作用,故特别适用于计算电介质的极化和铁电性。     

磷杂烯及其相关化合物的密度泛函计算研究

在B3LYP／6-311 G(d，p)、B3LYP／6-311 G(3df,2p)、B3P86／6-311 G(3df,2p)水平优化得到了亚胺、磷杂烯、硅亚胺和磷杂硅烯以及相应的质子化正离子的平衡几何构型．用优化的几何构型在B3LYP／6-311 G(d，p)//B3LYP／6-311 G(d，p)水平计算了标题物的旋转势垒．在B3LYP／6-311 G(d，p)//6-311 G(d，p)，B3LYP／6-311 G(3df,2p)//B3LYP／6-311 G(3df,2p)，B3P86／6-311 G(3df,2p)//B3P86／6-311 G(3df，2p)水平计算了标题物的质子亲和能(E)、质子化反应自由能增量(AG298^θ)和质子化反应的焓变(△H298^θ)．计算结果表明标题物有强的π键和负值较大的质子亲和能、△G298^θ、△H298^θ，有稳定的质子化正离子产物．计算的旋转势垒说明标题物分了中Ⅰ的π键最强，Ⅲ的π键较弱．     

电负性的密度泛函理论计算值与氧化物超导电性

研究了氧化物的超导电性与元素电负性之间的关系。笔者用电负性均衡值Xcq作为氧化物超导电性的新的经验判据,并用一个式子确定氧化物中元素电负性的均衡值Xcq。笔者用该式计算了230种氧化物超导体的电负性均衡值Xcq,结果表明,所有氧化物超导体的电负性均衡值Xcq集中在5．00到5．63这样窄的范围内,而电负性均衡值在此范围之外的氧化物都不具有超导性。该判据几乎适用于一切氧化物超导体。显然,笔者的工作对进一步探讨氧化物的超导机制是有益的。