价键结构函数与键函数 2.水分子的计算和分析

应用键表酉群方法对水分子进行了计算分析, 并用键函数定量讨论了成键电子对之间.成键电子对与孤电子对之间及孤电子对间的相互作用,计算表明H~2O中氧原子与两个HIs成键的两个杂化轨道密度重心偏离O-H联线,氧原子实际上以两个P轨道与HIs成键.     

偶氮染料分子的电子结构与生物降解活性(Ⅰ)——电荷分布对偶氮键还原裂解的影响

用量子化学MNDO方法计算了不同结构类型的偶氮染料分子的电子结构.与厌氧活性污泥对偶氮双键生物降解实验结果对照分析后发现,分子电子结构中,电荷分布的对称性对偶氮键生物降解活性有重要影响.并通过LUMO_lp(具有反应部位氮原子孤电子对特征的最低空轨道)及分子偶极矩阐述了电子结构与生物降解活性的关系.     

为什么水在金属表面的吸附构型是倾斜的——水在铜、铝表面吸附的量子化学计算

用量子化学从头算方法,分别以原子簇Cu5、Al4、Al10模拟Cu(100)和Al(111)表面,在不同基组水平上,计算了水在两种金属表面上倾斜吸附的势能面,结果表明：当计算基组中不含氧原子的d轨道时,得到水分子在金属表面垂直吸附的构型,这与实验结果不符;当水中氧原子加极化函数时,水分子倾斜吸附时能量较低,得到与实验相符的吸附构型。这说明水中氧原子d轨道在计算中起着关键作用,在成键过程中有着重要影响。     

过渡金属羰基簇合物的键价计算和分析

本文运用原子簇化合物键价计算公式 ,对过渡金属羰基簇合物成键情况进行了分析 ,利用金属键轨道数 ,价非键轨道数和金属配体成键轨道数计算簇合物价轨道总数 .计算结果表明 :簇合物价轨道总数与金属键轨道数成线性关系 ,BT=9N -Bn.对于一般簇合物其价轨道总数与Lauher的EHMO计算结果 ,与唐敖庆的结构拓扑规则一致 ,对于反常的高核簇合物其价轨道总数与按化学式计算的 1/ 2VE相吻合     

镧系元素化合物的电子结构和化学键——六硝酸合钕阴离子[Nd(NO_3)_6~(3—)]

用INDO法研究了六硝酸合钕阴离子的电子结构。钕和硝酸根的化学键具有96％的共价性。钕的5d轨道对成键贡献最大,4f轨道对成键没有贡献。在配位体向中心原子提供的12个向心的群轨道中,有3个是配位的氧原子的2p轨道构成的非键占据轨道,从而验证了高配位数时络合物电子结构的定性规则,即与中心原子轨道无法匹配的配位体群轨道构成非键轨道。     

自然定域轨道方法研究

本文报导我们按自然定域轨道原理编制的NLMO程序以及对自然定域轨道计算方法的一些改进。用NLMO程序计算出七个具有不同成键特性分子(包括是否含有孤对或π键,是否含有多中心键等不同情况)的自然定域轨道,结果与用其它定域化方法得出的基本一致。由于自然定域轨道方法基本上具有内禀定域性质,而计算量明显小于其它定域化方法,可以认为它是有效和方便的。     

怎样讲述键的极性

在现行高中化学课本中,有关极性键和非极性键的概念是这样阐述的：“在单质分子中,同种原子形成的共价键,两个原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一个原子,这两个电子在键的中央出现的机会最多,成键的原子都不显电性。这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键。”“在化合物的分子中,不同种原子形成的共价键,由于不同原子吸引电子的能力不同,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方,也就是说,靠近吸引电子能力强的原子一方电子云比较密集。因而吸引电子能力强的原子就带部分负电荷,吸引电子能力较弱的原子就带部分正电荷,这样的共价键叫极性共价键,简称极性键”。     

共价键稳定性的影响因素

虽然小分子中的共价键强度可以很方便地通过高斯计算而相当准确地得到,一些手册和数据库中也可以直接查出部分键能/离解能数据,但共价键的强弱变化的影响因素分析在化学教学中仍然显得非常重要。共价键的强弱与成键原子及其环境密切相关,其中成键原子因素主要包括原子半径、成键类型、成键轨道类型、相对论效应、电负性、成键数量、反馈效应和孤电子对效应,而成键环境因素包括键间张力效应、离域效应、次级化学键效应、诱导效应和位阻效应。在教学中,我们可以通过对化学键影响因素的分析帮助学生理解共价键键能的变化规律。本文分析了影响共价键强弱的主要因素,并介绍了这种分析思路在化学教学中的应用。     

非过渡元素原子d轨道的σ成键作用

非过渡元素原子d轨道是否参加σ成键,在理论上存在两种截然不同的看法.本文介绍了这两种观点及其对共价化合物σ成键作用的处理,即共振模型、三中心键模型、原子参加化合时影响d轨道状态的四个因素,并对d轨道是否参加σ成键进行了讨论.     

第三周期元素含氧酸根的键长问题

第三周期元素正含氧酸根 XO_4~(n-)(X=Si,P,S,Cl;n=4,3,2,1)中的键长,实测值比计算值少0.16—0.25 A。这个问题一直引起中外化学家的广泛兴趣。虽然他们作了一些有益的解释,但是还有些问题值得进一步探讨。 XO_4~(?-)是等电子离子,它们都是四面体型的。一般认为其中心原子X用sp~3杂化轨道与四个氧原子形成四个σ配键,而每个氧原子又可以用两对p电子与中     

三氧化硫分子成键的共价键理论系统解析

采用价层电子对互斥理论、价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论等共价键理论对三氧化硫分子各种成键的可能进行了推演,比较系统地分析了SO3分子的共价成键情况,得出SO3分子中的S原子采取sp2杂化,分子中存在正常σ键、配位σ键以及一个离域大π键的结论。     

原子簇化合物的键价分析

根据原子簇化合物骨架的价电子结构及与配位体成键的性质,在确定原子簇骨架中存在的空轨道或孤对电子轨道数目后,按骨架价电子数目在骨架价成键轨道中的具体分配,推导了原子簇骨架的总键价数。再结合分子的几何构型,可以估计骨架中相邻原子间的成键情况。     

醛酮类有机物中羰基氧原子的杂化状态

有机化学教科书及有关专著对羰基中氧原子的杂化状态，存在着不一致的观点。羰基中氧原子的杂化状态，在一定程度上会影响羰基的极性强弱，进而对羰基的化学性质产生细微的影响，特别是对其亲电加成反应活性的潜在影响。借助理论计算，发现醛、酮分子中羰基氧与碳成键时既不是彻底的sp2杂化状态，也不是非杂化直接成键，而是采用了一种介于sp2与非杂化之间的一种成键状态。     

Roussin红盐和Roussin黑盐的电子结构

Roussin黑盐簇阴离子及其"元件化合物"Roussin红盐簇阴离子,是固氮酶活性中心福州模型I(网兜状原子簇模型)的模型物.本文用闭壳层CNDO/2(S,D方案)法计算了它们的电子结构.根据计算所得的Mulliken重叠集居,电荷密度,分子轨道能量和轨道特征等数据,对成键性质进行了分析,得出如下主要结论:两种簇阴离子骨架电子的非定域性都比较强,桥硫原子Sb在由红盐形成黑盐的电子转移过程中起施主作用,两种簇阴离子中都存在M-M键,强度与M-Sb键相近,其主要贡献都来源于金属的s,pz,dz2轨道与硫原子的s,pz轨道之间的σ作用,金属d轨道的π作用对整个骨架的成键贡献很小.     

键长与价层轨道平均能的关系

关于键长的计算方法颇多。本文试从键长与原子价层轨道平均能的关系建立一个简单且更接近实验值的计算公式。我们知道,对于每个成键原子来说,一方面作为带电体使对方电子云发生变形;另一方面在对方的作用下,本身发生变形。如果成键原子吸引键合电子的能力相等,各自的电荷分布将很少变化,键长就等于成键     

CO2稳定性与π键结构关系的探讨

根据休克尔分子轨道理论,对CO2分子π分子轨道进行组建,并获得相应的轨道能级.通过对CO2分子中组态2π43、(π53和π33)及2π22的能量上的稳定性、对应键级、分子磁性及化学性质等方面进行比较,得出CO2分子形成两个π43键使体系的能量降低最多,是最稳定的成键方式.     

氧桥联稀土钆双核配合物磁学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论结合对称性破损态方法,选用氧桥联稀土钆双核配合物为研究对象,通过与实验值比较,探讨了不同泛函与基组对计算磁耦合常数的影响.结果表明,在B3LYP/TZV水平下(Gd为SARC-TZV),相对论效应采用DHK2方法,计算结果与实验测量值-0.022 5cm~(-1)最接近.不同体系测试结果显示,可在该水平下预测新合成稀土钆双核配合物的磁学性质.Mulliken自旋密度分析可知磁中心Gd以自旋极化为主.键级分析表明,2个磁中心之间的磁耦合作用通过桥联氧原子的超交换作用实现.分子磁轨道分析显示2个磁中心间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要是由钆原子的4f_z~3,4f_z~2_x轨道和桥联氧原子的2pz轨道组成.     

稀土四核配合物Nd_4O(OR)_4(NR′_2)_6的电子结构与化学键

采用自旋极化的DV-X_α方法研究了稀土四核配合物Nd_4O(OR)_4(NR’_2)_6的电子结构与化学键,着重讨论了中心μ_4-O原子与周围金属成键的性质和稀土之间的成键情况。对计算结果的分析表明,μ_4-O原子采用sp~3四个价轨道参与形成四个O-Nd成键分子轨道,μ_4-O-Nd键具有明显的多中心键的性质。Mulliken集居分析显示,钕原子之间重迭集居几乎为零,钕原子间不存在金属键。同时还对配合物中钕原子的配位数作了简要讨论。     

C6H5—H…X分子间氢键的理论计算

利用密度泛函理论B3LYP方法, 在6-311+G(3df,2p)水平上对C6H5—H…X型分子间氢键进行了几何构型优化、氢键相互作用能、电子密度分布等计算. 其中C6H6为质子供体, HCOH、H2O、NH3、CH2NH和HCN为质子受体. 从电荷布居分析、自然键轨道等角度详细地讨论了C6H5—H…X 体系中, 共轭π键、O和N的不同键型结构对氢键形成的影响以及孤电子对与C—H 反键轨道之间的相互作用(n→σ*)等.     

孤对电子与赤道取向——sp3d杂化轨道中电子对排列的一种有趣现象

揭示了一种有趣的分子结构现象：在ABn型多原子分子或离子结构中,若中心原子A的轨道杂化方式为sp3d,且价层有孤电子对时,孤电子对总是呈三角双锥的赤道取向;若分子中A、B原子间有重键时,B原子也总是呈赤道取向。探讨了这一现象的内在原因,并通过归纳法论证了这一规律。