基于密度泛函理论对咔咯-吩噻嗪二元体激发态电荷转移的研究

采用密度泛函理论(DFT)对咔咯与吩噻嗪形成的F10C-PTZ供体-受体体系进行了计算,包括几何结构、前线分子轨道、电子-空穴分析、吸收光谱等基态和激发态性质;探讨了二元体间隔基和取代基位置对电荷转移激发态的影响.结果表明:F10C-PTZ二元体存在供体-受体间的电荷转移激发态;间隔基的C—C键会阻碍供体-受体的电荷转移,而间隔基的C—C键可增强体系的共轭性,有利于供体-受体的电荷转移;当供体取代位置与五氟苯基相邻时,咔咯上五氟苯基的拉电子效应使得供体-受体激发的电荷转移更易于发生.     

苯及其氮取代体系的电子结构和性质比较

采用量子化学计算方法讨论了苯及其吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪 5个分子的几何构型、稳定性和前线分子轨道。得到氮取代使前线分子轨道组成发生变化 ,轨道能级差减小 ,反应活性增加的结果。     

Nature of biological electron transfer.

Powerful first-order analysis of intraprotein electron transfer is developed from electron-transfer measurements both in biological and in chemical systems. A variation of 20 A in the distance between donors and acceptors in protein changes the electron-transfer rate by 10(12)-fold. Protein presents a uniform electronic barrier to electron tunnelling and a uniform nuclear characteristic frequency, properties similar to an organic glass. Selection of distance, free energy and reorganization energy are sufficient to define rate and directional specificity of biological electron transfer, meeting physiological requirements in diverse systems.     

M- H/M~ - H 体系重组能的从头算法

基于一种新的从头算法计算了Ｍ－ Ｈ／Ｍ＋ － Ｈ 体系电子转移反应的重组能,对每个反应物进行几何优化． 结果表明：用从头算法计算的双原子分子的键长和振动频率与实验光谱数据吻合较好． 利用精确的重组能Ｇｅｏｒｇｅ＿Ｇｒｉｆｆｉｔｈ＿Ｍａｒｃｕｓ（ＧＧＭ）模型计算得到的重组能数值与实验光谱数据中得到的值相比较,结果显示,在气相状态的电子转移反应中,直接计算重组能的值要比传统的ＧＧＭ 方法准确     

电极上电子转移反应中的重组能的计算

本文为精确计算电极上电子转移反应中的重组能提供了一种新的理论方法。文中三个精确的势能函数可以用实验光谱数据和溶剂化物的热力学数据进行解释。重组能可以根据给出的模型和三个势能函数进行计算,计算出来的活化能和重组能的理论数据同实验结果是一致的。     

水环境下α-丙氨酸分子手性的转变机制

基于密度泛函理论考察水环境下α-丙氨酸分子手性转变机制,通过寻找水环境下α-丙氨酸手性转变过程过渡态及中间体等极值点的结构,绘制水环境下α-丙氨酸分子手性碳上氢原子转移及形成中间体异构过程的反应势能面.结果表明:与孤立条件的手性转变过程相比,以单个和两个水分子为桥梁的氢原子从手性碳向羰基氧转移过程的能垒从325.5kJ/mol分别降为200.6,173.0kJ/mol;氢原子从羰基氧再迁移到手性碳另一侧的能垒从229.2kJ/mol分别降为105.3,73.5kJ/mol.这是由于水分子在α-丙氨酸分子对映体手性转变过程中具有催化作用,即生命体内存在微量右旋丙氨酸的机制是水参与了左旋丙氨酸手性转变过程,降低了反应能垒所致.     

Quantum chemical study of the leveling property of organic additives for Ni electroplating

The geometries of the molecules of eight organic additives were optimized and the net charge, EHOMO and ELUMO were obtained using AM1 method, respectively. The result shows that there is the correlation between the leveling property and the frontier orbital energy levels of these additives, and the adsorption models and leveling mechanics were discussed. The rule between the frontier orbital energy levels and the leveling property is verified by the experiments.     

三嗪类化合物发光菌毒性QSAR研究

通过量子化学计算方法得到三嗪化合物的摩尔折射率、前线轨道能量、偶极矩、原子静电荷等参数．利用上述参数以及化合物对发光菌的毒性，建立了一个QSAR模型，并利用此模型对化合物的毒性进行了理论预测，得到了理想的结果。     

Single-sphere model for solvent reorganization energy and its application to electron transfer

Electron transfer (ET) is an elementary process in redox reactions, and it has been intensively studied for decades. The ET complexes in which the 7,7,8,8-tetra- cyanoquinodimethane (TCNQ) acts as the electron acceptor, whereas Cu, Ag, etc. as the electro…     

H2O分子在石墨烯扶手型边缘吸附的研究

类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子,石墨烯比石墨具有更大表面积,因此,石墨烯的表面性能被广泛关注. 然而较少被关注的是石墨烯边缘C原子的性能. 石墨烯边缘C原子由于存在未配对的电子,因此具有更强的反应活性. 本文采用了SelfConsistentCharge Density Functional Tight Binding(SCCDFTB)方法对H2O分子在石墨烯扶手型边缘的吸附现象进行了研究. 研究发现,石墨烯边缘的峰位C原子具有很好的吸附性,吸附能大约为-0.109~-0.768     

α-Ala分子限域在螺旋型SWBNNT(10,5)与水复合环

采用量子力学与分子力学相结合的ONIOM(MP2/6-311++G(3-df,3pd): UFF)//ONIOM(B3LYP/6-31+G(d,p): UFF)方法, 研究α-Ala分子在SWBNNT(10,5)与水复合环境下基于氨基作为H转移桥梁的手性转变机制. 结果表明: 手性转变反应有2个通道a和b, 反应通道a以氨基作为H转移桥梁, 反应通道b依次以羰基和氨基作为H转移桥梁, H迁移能以1个或2个H₂O分子为媒介实现; a通道的最高能垒来自H从手性碳向氨基转移的过渡态, 以2个H₂O分子作为H转移媒介时, 高能垒降为126.5 kJ/mol, 远小于单体在a通道的能垒266.1 kJ/mol; b通道的最高能垒来自H从手性碳向羰基转移的过渡态, 以2个H₂O分子作为氢转移媒介时, 高能垒降为155.6 kJ/mol, 远小于单体在b通道的能垒319.9 kJ/mol. 即SWBNNT(10,5)与水复合环境对α-Ala分子的手性转变反应过程具有较好的催化作用.     

基于生物质气化湿式净化装置防冻技术模拟研究

提出一种利用生物质气化装置加热空气对净化间采暖的方法,按传热学基本理论进行建模,推导出计算盘管出口空气温度的线性方程及计算采暖后净化间温度的非线性方程.以某生物质气化站数据为例计算盘管内径为0.08,0.10,0.12 m时满足采暖要求所需盘管长度及风速,验证了该方法的可行性.利用软件Origin对计算得出的净化间温度值进行线性拟合,求出了净化间温度与风速之间的对数函数关系式.确定了风速的设定范围,并对比了采暖能耗与采暖产热量.相比于传统的电暖气,可降低能耗95%以上.     

外电场对胸腺嘧啶分子性质的影响

利用密度泛函B3LYP方法,采用6-311+G基组对胸腺嘧啶分子的基态结构进行优化,计算了x,y,z三个方向上不同强度外电场条件下胸腺嘧啶的结构、能量和电荷分布.结果表明,外电场对胸腺嘧啶的结构、电荷分布、能量和分子前线轨道能级等特性均有影响,电场对分子特性的影响不仅与强度有关,而且与方向也有关,表现出胸腺分子对于电场的响应具有各向异性.     

金属—苯重组能的计算

基于捕获力场潜能的模型的Ｂａｔｅｓ提出的绝热不变性理论,采用改进了平均偶极矩理论（ＩＡＤＯ理论）,我们计算了过渡金属离子－苯配合物之间的力常数及一系列内氛重组能,讨论了理论计算结果与实验结果之间差别的原因。结果表明该工作有效地改进了前人的工作,取得了与实验光谱标度数据一致的规律性,并与光发射实验结果吻合较好,它避免了因缺乏溶液中可信的振动光谱数据在内氛重组能计算上的困难,通过易得的离子和配体的物理     

夜视仪器总体设计中的若干计算问题之一

本文提出了计算夜视仪器中能量传递的一个新的精确方法,指出在野战条件下,任何军事目标都可以看成点目标,使用距离平方反比定律来计算目标辐亮度和接收器辐照度之间的关系。而在仪器内部,则必须使用微分形式的立体角投影定律来计算这同一关系,否则照度计算误差将随着相对孔径的平方增加。     

空间电荷效应对回旋加速器轴向注入的影响

针对空间电荷效应对束流的影响,对注入系统进行优化设计,减少了传输过程中的粒子损失,建立了一个高效率的强流回旋加速器注入系统．通过模拟束流的传输过程,观察空间电荷效应对束流产生的影响,进一步对注入系统的元件参数进行适当的优化,从而对束流包络进行控制．经修改光路设计后,束流已经明显地趋于平缓,各个关键点的束半径得到了很好的控制,从而减小了空间电荷效应所带来的束流损失,提高了注入系统的注入效率．     

One approach to calculating the solvent reorganization energy of intramolecular electron transfer

On the basis of the electromagnetic field theory and the spherical cavity approximation.the expressions of Gibbs free energies under equilibrum and non-equilibrium solvation conditions are obtained by solving the electrostatic potential equations with boundary conditions.The surface charges produces by the orientational polarization of equilibrium solvation are taken fixed in the case of non-equilib-rium situation ,for the slow-response of the orientational polarization to electron transfer of the solvent molecules.A new expression of solvent reorganization energy has been obtained and this method is applied to the electron transfer systems.NO^ /NO,NO2^ ,NO2,and NO2^ /NO,The solvent reorganization energies have been evaluated.     

基于氨基作氢迁移桥梁天门冬酰胺的旋光异构机理及水的作用

采用密度泛函理论的B3LYP方法、微扰论的MP2方法和自洽反应场(SCRF)理论的smd模型方法,研究了天门冬酰胺分子2个稳定构型的旋光异构裸反应机理、水分子的催化作用及水溶剂化效应.反应通道研究发现:构型1有2条通道a和b,a通道的第一基元反应质子迁移与羧基异构同时进行,是协同机理;b通道羧基先异构而后质子迁移,是分步机理.构型2有1条通道,是质子先以氨基氮为桥从手性碳的一侧迁移到另一侧,然后羧基和氨基再异构.势能面计算表明:构型1的主反应通道是b,决速步自由能垒为252.7kJ·mol~(-1);构型2的决速步自由能垒为254.0kJ·mol~(-1),均来自于质子从手性碳向氨基氮迁移的过渡态.2个水分子作质子迁移媒介时,构型1主反应通道b的决速步能垒降到124.1kJ·mol~(-1),再考虑到水溶剂化效应时,决速步能垒降到104.0kJ·mol~(-1).结果表明:水分子的催化和水溶剂助催化的共同作用,使质子迁移反应能垒大幅度降低.     

竹红菌素分子内氢转移反应的机理

用AMI方法全优化结构,然后再作高水平单点能计算,对大分子光敏剂竹红菌素分子内氢转移反应的机理进行了系统的研究．研究发现：该反应为单质子(氢)传递过程,两个氢转移的势垒有显著差别,反式异构体向顺式转化的势垒更低,猜测实验观察到的可能是反式异构体向顺式转化的活化能．结构相似的HA与HB分子内氢转移的机理相似,反应势垒前者较后者稍高．     

硅表面上电荷分布的晶向关系

本文分别用Si_(16)H_(21)模拟Si(113),Si_(35)H_(30)模拟Si(112)高密勒指数表面,用Si_(37)H_(39)模拟Si(111)及Si_(19)H_(18)模拟Si(100)表面.通过SCF-LCAC-CNDO理论计算,研究了各种表面上的净电荷分布.发现,各种表面上存在不同程度且不同分布的净电荷,表面原子sp~3轨道中的电荷做了重新分布,净电荷较多地局域在悬键方向上.表面上台阶的存在强烈地影响着表面净电荷转移的性质.此现象在Si(112)面上尤其突出.本文据此解释了不同晶面上附加表面电偶极子及态密度等实验结果.