价键理论的不变式方法的新算法

价键理论的不变式方法的新算法吴玮，莫亦荣，张乾二（厦门大学化学系，厦门，３６１００５）关键词价键理论，群论，不变式近年来，我们提出了闭壳层的价键（ＶＢ）计算的不变式（或称正行列式）方法［１，２］．将置换群ＳＮ对ＶＢ结构的对称子群Ｑ进行陪集分解。每一个...     

价键理论新进展

概要介绍了现代价键理论的几个主要方法,并讨论了它们各自的特点及其发展现状,并重点介绍了键表方法的基本理论、计算程序及一些应用。     

化学反应的价键理论研究

根据价键波函数的对称性及基态、激发态化学键与键表的对应 ,可以把轨道对称守恒原理和键对称规律表述成“价键结构对称性匹配” .价键结构对称规则通过对反应物和产物的价键结构进行对称性分析 ,可以直接预测化学反应活性 ,无需依赖理论计算结果 .在价键结构对称性分析的基础上 ,应用多VB结构计算方法 ,建立了反应H HLi→H2 Li和H LiH→HLiH(cyclic)→HLi H的曲线交叉VB图 ,讨论了能垒及过渡态的形成机制 .计算结果表明 ,H原子交换反应H LiH HLi H是一个两步过程 .     

价键理论中的组态相互作用

近 2 0年来 ,从头计算水平的价键 (VB)方法得到了人们的重视 ,并广泛应用于化学反应等问题的研究[1～ 5] ,然而目前价键理论的计算方法仍然很不完善 .用 VBSCF方法进行计算虽然比较简单 ,能正确地描述化学反应的形成机理 ,但数值结果不理想 ;而用 BOVB方法[4 ] 进行计算虽然可以得到较好的计算结果 ,但存在收敛困难等问题 .分子轨道理论中的组态相互作用是一种简单直接的电子相关能计算方法 ,显然这一方法可以应用于价键方法中 .然而与分子轨道理论方法不同 ,在价键方法中 ,无法直接得到空轨道 ,此外如何选取激发价键函数使得计算结果…     

经典价键理论的从头算计算方法

价键理论是两大现代化学键理论之一,广泛应用于化学键本质和化学反应机理的研究。由于计算困难,价键理论应用局限于定性的讨论而无法有效地开展从头计算研究。现代经典价键理论在经典价键理论的理论基础上,引入合理有效的计算方法,提高了价键计算的效率。本文回顾近年来经典价键理论从头算方法在提高计算精度和拓展研究范围方面的发展,并简要展望价键理论方法的发展趋势。     

直链烷烃体系电子转移的价键方法研究

应用价键理论研究直链烷烃体系的电子转移过程, 直接计算得到的耦合能与实验值以及其它的理论计算结果一致. 对于阳离子系列, BOVB方法和VBCIS方法都给出了与实验相符的计算结果, 但对于阴离子系列, VBCIS方法的β值基本一致, 而BOVB方法的β值较大. 计算结果表明, 价键理论可以应用于电子转移的理论研究, 而VBCIS方法是研究电子转移问题的一种合适的价键计算方法.     

HNC（←→）HCN成键特征的价键理论

采用现代价键理论之一的键表酉群方法, 结合Pauling的共振理论, 建议了一个选择重要价键结构的方案. 该方案能获得可靠直观的化学反应成键图象. 对异构化反应HNCHCN进行了成键特征的价键理论研究, 在从头算水平上解释了一些重要的成键特征, 如HCN比HNC稳定, 反应中CN键先伸长后缩短及反应中只有H迁移变化, CN键始终未断裂等. 计算结果表明, 只需少量价键结构就可对此异构化反应给出直观清晰的物理图象.     

HNCHCN成键特征的价键理论

采用现代价键理论之一的键表酉群方法,结合Pauling的共振理论,建议了一个选择重要价键结构的方案。该方案能获得可靠直观的化学反应成键图象。对异构化反应HNCHCN进行了成键特征的价键理论研究,在从头算水平上解释了一些重要的成键特征,如HCN比HNC稳定,反应中CN键先伸长后缩短及反应中只有H迁移变化,CN键始终未断裂等。计算结果表明,只需少量价键结构就可对此异构化反应给出直观清晰的物理图象。     

HNC————8596;HCN成键特征的价键理论

采用现代价键理论之一的键表酉群方法, 结合Pauling的共振理论, 建议了一个选择重要价键结构的方案. 该方案能获得可靠直观的化学反应成键图象. 对异构化反应HNC---HCN进行了成键特征的价键理论研究, 在从头算水平上解释了一些重要的成键特征, 如HCN比HNC稳定, 反应中CN键先伸长后缩短及反应中只有H迁移变化, CN键始终未断裂等. 计算结果表明, 只需少量价键结构就可对此异构化反应给出直观清晰的物理图象.     

钨氧键价参数的研究

根据键价理论中的指数方程s_ij=exp[(R_o-r_ij)/B],利用晶体结构报告中不同氧化态n的329个W-O键长数据,选取不同的B值对键价参数R₀进行了拟合,建立了一系列R₀-n线性方程,并进而得到与W氧化态无关的键价参数R₀=0.1896 nm和B=0.028nm.与文献数据比较,本文拟合的键价参数取得了较好的键价和计算结果,讨论了几个应用的实例.     

分子激发态的价键理论研究——B_2分子低激发态的成键特征

根据分子轨道理论与价键理论对化学键描述的对应关系,实现了双原子分子低激发态的价键描述和ab initio价键计算,B_2分子低激发态的计算结果表明,价键计算不仅具有清晰直观的物理意义,而且对位能面平衡点附近特征的模拟,优于分子轨道理论,包含几个激发键表的计算,便能正确地反映体系的电子相关效应.     

大基组在价键计算中的处理

编写了普适性的多键表自洽场程序，该程序能对单电子轨道展开系数和键表系数同时优化，其中单电子轨道的展开空间可任意定义，实际计算建议采用“杂化”轨道形式，即每个单电子轨道只对一个原子的基函数展开。对Ｈ２、Ｌｉ２及ＨＬｉ采用不同基组进行计算，结果表明用３个键表自洽计算所得能量与ＭＰ２结果相近，且我们的计算对键的共价性和离子性分析非常直观。     

镧系元素相关的键价参数研究

根据镧系元素络合物的晶体结构数据确定了单价键长R0的镧系收缩效应，并对已有的键价参数进行了系统的修订.建立了Ln-O键的R0对原子序数N在普适参数B=0.037 nm下的线性方程R0(nm)=0.2879－0.00132N.用不同参数进行键价和的计算并对结果进行了对比和讨论，最后展望了相关研究的前景.     

超价化合物的定义和成键特征初探

介绍一些描述超价化合物结构的理论,从改进的8电子规则和分子轨道理论出发,结合计算,对超价化合物结构进行解释.说明了超价化合物结构大量存在非键轨道的特征,同时给出了一个判断超价化合物的方法.     

价键方法中的非活性轨道优化新算法

本文通过引进一组正交的辅助非活性轨道和与它正交的辅助活性轨道,将价键理论方法中的冻核近似推广到轨道非正交的情形,得到了体系能量及其对非活性轨道的梯度解析表达式,简化了价键自洽场方法中非正交轨道能量梯度的计算．该方法的标度为（Na＋1）m^4,其中Na和m分别是活性轨道和基函数的个数．分析表明,与现有的其他算法相比较,该方法具有更低的计算标度,因而计算效率更高．     

键价理论的研究进展

键价理论源于20世纪20年代离子晶体结构的Pauling电价规则,至今已发展成为现代结构化学一个重要内容,广泛应用于化学、物理学、晶体学、材料科学以至分子生物学领域[1]。作为现代结构化学的杰出先行者,Pauling在28岁时归纳出复杂离子晶体结构的5个经验规则。其中以第二规则(即电价规则)发展成为键价理论的影响最为深远,在科学方法论上有很多值得认真学习之处。这个理论以大量实测晶体结构数据作为依据,基本概念清晰明了,且其经验性质并未妨碍它广泛应用于包括离子键在内的各键型物相中有关结构化学的问题。因此,键价理论的物理基础及其研究…     

基于键价理论的晶体及表面结构分析软件

用Visual C＋＋语言设计制作了分析晶体及其表面的BVStr软件.它的最大特点在于以Pauling键价理论为基础，并适用于PC机的Windows操作系统.软件在重点对晶体体相的（包括配位）结构和表面结构进行计算的同时，还计算了它们的键价数据.另外软件还配有二维和三维结构演示功能以及某些结构计算小工具.因此本软件不仅适合于研究体相及表相结构的稳定性及其演化，同时也可以用于教学.     

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     

SN2反应X-l+CH3XrXlCH3+X-r(Xl=Xr=F, Cl, Br, I)的价键方法研究

应用最近发展的价键组态相互作用(VBCI)方法计算了SN2反应X-l+CH3Xr→XlCH3+X-r(Xl=Xr=F, Cl, Br, I)的反应能垒和价键相关参数. 计算结果表明, VBCI能垒与采用分子轨道理论的CCSD(T)方法计算的能垒相一致. 讨论了SN2反应的反应参数.     

导出铅(Ⅱ)-卤素键价参数的一条新途径

基于精确的晶体结构数据并设定B=0.037nm以拟合经验参数R0是通常采用的键价参数推导方法.与此相反,作者提出从分子气相电子衍射的键长设定经验参数R0,然后从晶体结构数据拟合经验参数B.以Pb(Ⅱ)—卤素键为例,PbX_2气相电子衍射Pb—X(X=F,Cl,Br,I)键长分别为0.2036,0.2447,0.2598和0.2804nm,经拟合到最佳B值分别为0.0382,0.040,0.040,0.0386nm,与普适参数B值0.037nm有一定的差距.所提出的键价参数不仅得到比较理想的键价值和计算结果,而且保留了键价参数R_0作为单价键长明确的物理意义.