应用TIP7P水分子模型动力学模拟研究冰的熔点

应用TIP7P水分子模型对真空中冰表面体系进行了动力学模拟,根据分子内能和晶格对称性的变化,确定了该水模型下冰的熔点为(237±1)K.研究表明,在恒温恒压下通过TIP7P模型模拟得到的冰的密度接近于实验值.冰在温度较低时保持了冰的Ih对称性,而温度较高时融化成了液态水.此外,研究发现即使在低温时,冰的表面也总是潮湿的,因为冰表面总有少量的冰融化成水.与冰内部不同的是,冰表面暴露在真空中进行恒温恒容模拟可以避免过热现象的发生,从而有利于准确判断冰的熔点.通过冰表面模拟和其熔点的估算,积累了TIP7P模型水的相图的经验.     

(Urea)n(n=2～5)内分子间相互作用的理论化学研究

用MP2/6-311++G~(**)//B3LYP/6-311++G~(**)方法对(Urea)_n(n=2～5)复合物进行结构优化、频率和结合能的计算,并考虑基组重叠误差.研究发现,(Urea)_n(n=2～5)中存在N—H…O和N—H…N两种类型的氢键,其中,N—H…O型氢键键长较短,氢键角较大,作用强度较大.通过Mulliken电荷布居分析,发现复合物中参与形成氢键的原子所带电荷变化明显,而没有参与形成氢键的原子电荷几乎不变.基于原子-键电负性均衡方法,确定尿素团簇的相关ABEEM电荷参数,计算得到的电荷分布与量子化学结果有很好的一致性.     

过氧化氢-水二聚体的量子化学研究

在MP2/aug-cc-pVDZ理论水平下对过氧化氢-水二聚体进行了结构优化,得到了势能面上的2种稳定构型W1-A和W1-B.并进一步应用此方法对过氧化氢-水二聚体进行了振动光谱和分子轨道相互作用分析.结果表明,具有五元环状氢键结构的W1-A比具有分叉氢键结构的W1-B稳定.振动光谱分析显示过氧化氢和水分子中与形成氢键相关的振动模式都发生了不同程度的红移.分子轨道分析表明当添加1个电子到复合物W1-A和W1-B的LUMO轨道时,对2种复合物的氢键没有影响.然而,当从复合物W1-A和W1-B的HOMO轨道移走1个电子时,会使复合物W1-A的氢键作用减弱,而对复合物W1-B的氢键作用影响不大.     

ABEEMσπ／MM 模型下8种类型氢键的氢键拟合函数

在ABEEMσπ/MM浮动电荷模型下,为了防止电荷过度极化,提高力场的准确性,引入了氢键拟合函数klp,H(Rlp,H)在氢键相互作用区域代替总校正系数k来描述氢键相互作用.选取了8个模型小分子二聚体,通过拟合在氢键两个区域之间不同距离时从头计算结果的结合能,来拟合ABEEMσπ/MM方法下的氢键拟合函数.应用该氢键拟合函数在ABEEMσπ/MM方法下计算小分子二聚体的结合能,与从头算方法得到的结合能有很好的一致性.同时对具有同样类型氢键的其他二聚体的结合能进行了计算,与从头算结果相近,说明这些函数具有良好的可转移性.     

小分子的内禀特征轮廊

以分子中一个电子所受到的作用势为基础，应用分子内禀特征轮廓理论，借助于ＭＥＬＤ从头计算程序，并结合自编程序，以分子中的电子运动的经典转折点为判据，绘出了ＨＦ，Ｆ２，Ｈ２Ｏ，ＮＨ３，ＣＨ４分子在平衡几何构型时的内禀特征轮廓。     

分子形貌半经验方法——快速预测Dpb的应用

C-H强弱在理解DNA和RNA的损坏机理中起着非常重要的作用,得到了许多学者们的关注.以3′,5′-二磷酸核酸为模型分子,应用分子形貌半经验理论方法,使用MELD精密从头计算及自编程序快速计算了8种化合物沿着C-H方向上的Dpb.通过分析沿着C-H方向上的Dpb,预测了化合物中C-H键的强弱,并获得了可能发生H-提取反应的活动顺序.通过计算DNA和RNA分子中糖基沿着C-H方向上的Dpb,预测发生H-提取反应难易程度的顺序分别为C1′-H>C2′-H>C4′-H>C5′-H>C3′-H和C1′-H>C4′-H>C5′-H>C3′-H>C2′-H.计算获得的Dpb数值表明,DNA和RNA中发生H-提取的位点都为C1′-H,预测的结果与文献中基本一致,可以为进一步研究相似体系中发生H-提取反应本质提供参考.     

应用ABEEM/MM模型研究异亮氨酸与水的氢键作用

应用ABEEM/MM模型构建了异亮氨酸(Isoleucine)-水相互作用的势能函数,并将其运用到异亮氨酸与水组成的二聚体的研究中.在B3LYP/6-311++G(d,p)水平上,首先研究了异亮氨酸单体的几何构型,结果表明最稳定的构型是异亮氨酸的顺式结构,并用ABEEM/MM模型对其进行优化和电荷分布分析;其次研究了异亮氨酸与1个水的相互作用,通过分析氢键作用区域得到4种稳定构象,用ABEEM/MM和从头算方法计算稳定二聚体的结合能.数据表明,ABEEM/MM模型与从头算方法得到的结果有很好的一致性.     

水合碱金属离子Na＋（H2O）n和K＋（H2O）n（n=1～6）体系电荷分布的理论研究

应用量子化学方法和原子-键电负性均衡方法(ABEEM)对Na+(H2O)n和K+(H2O)n(n=1～6)体系进行研究.采用MP2/6-31++G(d,p)方法进行几何构型的优化及频率的计算,在MP2/6-311++G(2d,2p)方法下计算了能量.以HF/STO-3G所计算的体系电荷为基准,拟合确定了Na+和K+的ABEEM参数,应用其计算所得的Na+(H2O)n和K+(H2O)n(n=1～6)的电荷分布,与从头计算的结果一致.     

双原子分子中一个电子所受到的作用势的探讨

探讨了分子中一个电子所受到的作用势，并在自旋限制Hartree-Fock分子轨道理论框架下，利用MELD从头计算程序以及自编程序计算出该作用势，并使用MATLAB展示出其三维立体图像，对HF，HCl，HBr，LiF，LiCl和LiBr等双原子分子中一个电子所受到的作用势进行了系统的研究，从三维立体图像，可以清楚直观地展示出在分子中一个电子受到的作用势的变化情况，可加深对分子中电子运动和化学成键的理解。