北京宏剑讯科软件技术有限公司常用化学软件

Gaussian03——业界应用最广泛的量子化学软件,是作半经验计算和从头计算使用最广泛的量子化学软件。可以研究：分子能量和结构,过渡态的能量和结构化学键以及反应能量,分子轨道,偶极矩和多极矩,原子电荷和电势,振动频率,红外和拉曼光谱,NMR,极化率和超极化率,热力学性质,反应路径。计算可以模拟在气相和溶液中的体系,模拟基态和激发态,还可以对周期边界体系进行计算。公司每月一期G03软件培训。     

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离子液体的分子模拟与量化计算

分子模拟方法是研究离子液体结构与性质关系非常有效的方法,可以从分子间相互作用出发研究离子液体的微观结构、热力学和动力学性质;量子化学计算则在分子、电子水平上对离子液体的结构、性能及催化机理进行理论研究。本文综述了分子模拟方法应用于离子液体体系的研究进展,重点介绍了利用分子动力学模拟和量子化学计算方法对不同离子液体进行研究,获得离子液体的结构性质、光谱性质(红外光谱、拉曼光谱)及离子液体催化反应机理等,为探讨离子液体结构-性质的关系、离子对的作用方式、催化反应活性中心、反应途径、反应活化能、振动模式和频率以及设计功能性离子液体提供理论导向。     

分子力学计算的参数化过程

介绍了如何通过设计模型分子构造参数的方法和过程：首先设计模型分子；在平衡位置附近选择几个点，对模型分子进行分子力学和量子化学的计算；计算出量子化学能量Eqm和分子力学能量Emm的差值；然后对结构参数（健长，键角，二面角）和能量差值进行拟合，得拟合曲线的方程，从方程的系数可求出参数．文章给出了一些实例．     

图形软件与量化软件联合用于创建大环分子计算模型

通过实例介绍了将图形软件与量子化学计算软件联合用于创建大环分子量化计算模型的探索结果和操作步骤，为提高大环分子理论研究的工作效率提供了新的方法。     

金衬底上阴、阳离子型硫醇分子的量子化学计算

采用量子化学程序Gaussian98从头计算方法，对用做金衬底离子化的2—巯基乙基—二甲基氯化铵和3—巯基丙磺酸钠两种硫醇分子进行了全优化计算，得到了这两种化合物的平衡几何构型、基态能量、分子轨道组成和电荷分布等，并分析讨论了其分子轨道作用性质以及自由硫醇分子和金表面的相互作用．研究发现，表面分子基团带有大部分的净电荷，说明利用金与硫醇分子的自组装可实现金衬底的离子化。     

乙醇分子内及分子间脱水反应机理的计算化学实验研究

介绍了一个面向大三下或大四上本科生的计算化学探索性实验。通过研究乙醇分子内及分子间脱水反应机理,从分子水平理解醇脱水反应过程中酸催化剂的作用机制和反应的能量路径。通过本实验,使学生初步掌握量子化学计算通用软件高斯(Gaussian)的使用方法,掌握结构优化、频率计算、过渡态搜索等基本计算操作,并学会采用量子化学计算手段来研究化学反应的基本过程,为将来科研工作打下重要基础。     

煤显微组分分子结构模型的量子化学研究

采用分子力学和半经验量子化学方法，研究了神木煤显微组分的分子结构模型，比较了镜质组和惰质组分子模型的能量构成、不同类型键的键长和键裂解能。研究结果表明，扭转能和范德华能是分子中的主要作用力，取代基对体系能量有明显影响，烷基取代基使体系能量增加，而苯基取代基使体系能量降低；脂肪C—C键长比芳香C—C键长长，说明脂肪C—C在受热过程中比芳香C—C更容易断裂分解。对各键裂解能的计算结果表明，Car—Cal键的裂解能高于Cal—Cal，Car—O醚键的裂解能高于Cal—O醚键。而惰质组结构模型中除C—O醚键外，各键的裂解能均高于镜质组，说明惰质组结构模型比镜质组有较高的热稳定性。     

分子CH3NH=B：结构及重排反应的理论研究

采用量子化学中的从头计算方法，在MP2／6—31G(d，p)水平上研究了不饱和硼烯CH3NH=B：的结构及重排反应机理。结果表明，CH3NH=B：的单线态结构比三线态结构稳定，该分子的基态是单线态。分子CH3NH=B:可以发生3种不同的重排反应。本文找到了这3种重排反应的过渡态，并详细计算了不饱和硼烯CH3NH=B：重排反应的动力学函数，据此讨论了不饱和硼烯CH3NH=B：的稳定性问题。     

不同硬件环境下量子化学软件的测试比较

计算机技术的飞速发展使得量子化学计算方法、水平和运算速度等方面有了很大的提高,同时也不断推出新的量子化学软件,诸多软件中,Gaussian和Gamess-US一直处于领先地位,是量子化学工作者的主要研究工具,研究这两种软件的计算速度具有比较强的代表性.针对国内使用微机进行量子化学研究有一定普遍性,我们以单分子计算和过渡态计算为例,对不同硬件产品作了大量测试工作,目的在于给广大的量子化学工作者购机时提供一些参考.     

漆酶与酚类模式底物的结合及反应活性的理论研究

通过生物信息学分析、分子动力学模拟及量子化学计算,对21种邻对位取代酚类模式底物与漆酶的结合能力以及反应活性进行了探讨.生物信息学结构比对分析发现漆酶的活性口袋含有Asp/Glu206,Asn/His208,Asn264,Gly392和His458等保守的氨基酸残基(氨基酸残基编号以Trametes versicolor漆酶为例,PDB:1KYA);采用MM-GBSA方法计算了21种酚类模式底物与T.versicolor漆酶的结合自由能.分子力学计算结果表明,漆酶与底物的结合力主要来自Asp206和Asn264等残基与底物分子形成的分子间氢键,并且Phe265残基和酚类底物的芳香环形成π-π相互作用.量子化学计算表明,芳环上取代基的推拉电子效应显著影响协同电子转移的底物去质子化过程,其中推电子能力较强的—NH2,—OH,—OCH3和—CH CHCH3等基团能够明显增强酚羟基反应活性,而吸电子的—CONH2和—Cl则具有相反的效应.     

Gaussian软件在高中有机化学教学中的应用

Gaussian计算软件能够以图形化的方式更加清晰、直观地描述有机化学反应中分子的变化过程。以人教版《有机化学基础》（选修5）中卤代烃章节教学为例,介绍了Gaussian软件在辅助课堂教学方面的重要作用。直观地展示了卤代烃分别发生取代和消去反应时各个中间体、过渡态的几何结构,以及整个反应路径上结构和能量的变化。Gaussian软件的使用有助于中学生理解化学反应中成键、断键的过程和本质,极大丰富了课堂教学的形式,也为以后大学化学的学习奠定基础。     

多环芳烃水中溶解度的理论计算

建立了计算多环芳烃水中溶解度的数学表达式，用量子化学方法计算了7个多环芳烃的水中溶解度，计算结果与实验测定结果相符合．多环芳烃处于水体内体系状态能量愈高，其溶解度愈小，多环芳烃中的碳氢基团越多，溶解度越小．此时体系中的溶质呈单分子态，而不是聚集态．     

分子轨道计算应用于核化学与同位素化学

随着量子化学计算技术的发展,用量子化学来定量地处理和解决科学问题的对象愈加广泛。本文简单地介绍了分子轨道(简称MO,下同)计算应用于核化学、放射化学和同位素化学,诸如对萃取剂性能的理论分析、放射核素衰变对分子稳定性的影响、同位素效应的计算和在核药物化学中的应用。     

甲醛分子的结构和性质的计算化学研究——介绍一个计算化学实验

介绍一个为化学专业本科生设计的、运用通用量子化学软件Gaussian和GaussView完成的计算化学实验.实验内容包括最基本的构型优化、频率计算和电子结构分析.旨在通过本实验,使学生初步掌握用量子化学计算方法研究分子结构和性质的基本过程,并能在将来的科研工作中学以致用.     

交联SU-8光刻胶与Ni基底结合性的分子动力学模拟

应用分子动力学模拟软件Materials Studio构建SU-8光刻胶与Ni基底的界面结构,研究后烘温度对界面结合性的影响.结合工艺中所采用的后烘温度,模拟计算了338～368K时Ni基底上SU-8胶的交联反应,在经过反复的能量最小化和分子动力学模拟后,对最终得到的平衡结构进行了界面结合能的计算.计算结果表明界面结合能随着后烘温度的升高而增大,在368K时结合能达到最大值,说明此时界面结合最好.对分子体系进行了能量分析,结果表明界面分子间的范德华力作用能是影响界面结合的主要因素.对体系界面原子间进行了径向分布函数分析,发现范德华力作用范围内(0.31～0.60nm)出现两组Ni—O的强峰,也证实了上述结论。