从头计算分子动力学方法及其应用

从头计算分子动力学方法把密度泛函理论和分子动力学方法有机地结合起来，使电子的极化效应及化学键的本质均可用计算机分子模拟方法进行研究，是目前计算机模拟实验中最先进、最重要的方法之一。文章简述了从头计算分子动力学方法的基本原理，介绍了该方法在水、水溶液及其他氢键液体的结构与动力学研究中的应用。     

聚苯硫醚自由基与O2反应势能面的计算

采用量子化学从头计算法。计算了聚苯硫醚(PPS)热引发可能产生的自由基与氧分子反应的势能面，为探讨聚苯硫醚热交联机理，从根本上找出克服其发生深度交联的方法提供依据．结果表明：PPS自由基与氧分子的反应是一个迅速的自发反应过程、     

酰基双烯酮重排反应的理论研究

采用量子化学从头算方法在 HF/6-3 1 G* *及 MP2 /6-3 1 G* *水平上计算了甲酰基双烯酮及苯甲酰基双烯酮的重排反应机理 .结果表明 ,两反应均为简单基元反应 ,反应中的 H原子 (或 C原子 )和邻近的 3个 C原子形成了具有四元环结构的对称过渡态 ,两反应的活化势垒分别为 1 5 0 .83 k J·mol- 1和 1 46.45 k J·mol- 1(MP2 /6-3 1 G* * 水平 ) ,这与苯甲酰基双烯酮需要在 5 5 0℃的高温下才能发生重排反应的实验事实一致 .     

亚甲二醇二硝酸酯构型和电子结构的ab initio研究

采用量子化学中的从头计算（ａｂｉｎｉｔｉｏ）方法，在ＨＦ／３－２１Ｇ和ＨＦ／６－３１Ｇ＊水平上分别计算研究了亚甲二醇二硝酸酯（ＭＧＤＮ）的旋转构象和电子结构，计算所得ＭＧＤＮ绕Ｃ—Ｏ键旋转的能垒较低（约６ｋＪ／ｍｏｌ），其平面构象的能量最高．能量最低的构象（亦即最稳定构型或平衡几何构型）的２个酯基均绕Ｃ—Ｏ键旋转７７．４°．不同构型的电荷分布差异较小．     

H＋CO2→CO＋OH的反应机理和反应速率常数的理论研究

用从头算方法在ＵＨＦ／３－２１Ｇ水平上研究了Ｈ＋ＣＯ２→ＣＯ＋ＯＨ的反应机理，指出该反应分为３个基元过程进行，第一步为速控步骤，同时用Ｆｕｋｕｉ的内禀反应坐标理论计算了ＩＲＣ，证实了上述反应机理，用传统的过渡态理论和变分过渡理论及相关的隧道效应校正计算了反应速率常数。     

单核Co(Ⅱ)配合物C18H14CoN4O2的密度泛函研究

用密度泛函理论,在ROB3LYP/LANL2MB水平上,对单核配合物C18H14CoN4O2进行了理论计算.探讨该配合物的稳定性、分子轨道能量、原子净电荷、电子自旋布居规律及前线的一些分子轨道的组成特征,为该类配合物的合成及分子组装分析研究提供理论参考.     

1,3-磷锗丙二烯及其相关分子的量子化学计算研究

用量子化学从头计算(HF)和密度泛函理论(DFT)对1,3-磷锗丙二烯及其相关分子进行了研究.在6-311 G(d,p)和6-311 G(3df,2p)基组水平优化上计算了各标题物的平衡几何构型.结果表明:1,3-磷锗丙二烯及1,2,3-磷硅锗丙二烯为弯曲几何构型,负离子也为弯曲几何构型.另外,在B3LYP/6-311 G(d,p)水平上计算了各标题物的旋转势垒,定性估算了各标题物分子中Ge=C、Ge=Si、C＝P、Si＝P和Ge=P等双键的相对强度.     

四元环芳香体系N2S2的量子化学计算研究

在UB3L YP／6-311 G(d，P)、UB3L YP／6-311 G(3df，2p)、UB3L YP／AUG-CC-PVTZ，UQCISD／6-311 G(d，p)水平优化得到了N2S2单、三重态的平衡几何构型，发现单重态N2S2为能量最低的稳定分子。用优化的最稳定单重态N2S2结构在UB3L YP／6-311 G(d，p)／／UB3L YP／6-311 G(d，P)，UB3L YP／6-311 G(3df，2p)／／UB3L YP／6-311 G(3df，2p)计算同键反应芳香性稳定化能(HASE)。用基团加和法(group increment approach)在UB3L YP／6-311 G(d，P)／／UB3L YP／6-311 G(d，P)和UB3L YP／6-311 G(3df，2p)／／UB3L YP／6-311 G(3df，2p)水平计算磁化率增量(A)，计算结果表明N2S2分子的键长发生了平均化。同键反应芳香性稳定化能和磁化率增量均为负值．表明N2S2具有芳香性．实现了N2S2分子芳香性的几何、能量和磁性的判定．     

硅甲基亚胺与水亲核加成反应机理的理论研究

采用量子化学从头算和密度泛函方法在HF/6-31G**及B3LYP/6-31G**水平上对硅甲基亚胺与水间的亲核加成反应机理进行了理论研究.利用能量梯度法对反应途径上各驻点的几何构型进行了优化,对过渡态进行了振动分析确认.结果表明:该反应为一由两步基元过程所构成的复杂反应,两反应物首先经过一无势垒过程形成中间体复合物,该复合物经过四元环过渡态形成产物,第二步过程的活化势垒为1.67kJ·mol-1(B3LYP/6-31G**).总反应为强放热过程.     

邻二氮苯与水复合物构型的理论研究

报道了邻二氮苯与水形成复合物的理论研究结果．把复合物看作一个超分子，运用Gaussian94量子化学程序包．在MP2／6—31G(d)基组水平上进行从头计算．探讨复合物的稳定性，研究施体与受体间的电荷转移及几何参数变化等规律．结果表明．邻二氮苯与水可形成稳定的分子间弱作用复合物，存在4种独立可区分的构象．但无论从稳定性、电荷转移．还是几何构型来说．都是以平面单氢键顺式构象为最好．形成复合物的过程包含着电荷转移。