ⅤA族元素甲基化合物的赝势从头算研究

使用相对论赝势从头算方法研究了XMe_3(X=N,P,As,Sb,Bi)系列分子的Koopmans电离能,孤对电子轨道特征及电子结构,并将某些分子轨道能与相应X的原子轨道能进行了线性关联.     

块定域波函数方法及其应用

提出了块定域波函数方法以定量分析分子内的电子定域现象或分子间的电荷传递效应。对于一个假想的严格定域的分子,我们通过将全部的电子和基轨道配分成几个子空间来构造其相应的波函数。其中每一个分子轨道只对某一个子空间展开,各子空间内的分子轨道相互正交,但不同子空间内的分子轨道间是非正交的。Hartree-Fock波函数和块定域波函数之间的能量之差即为分子内的电子定域能或分子间的电荷传递能。我们应用块定域波函数方法讨论了丁二烯分子中的旋转势垒。     

金属四重键化合物M2X4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W;X=F,Cl,Br,I)结构和电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法,在TZ2P-STO基组水平下,对金属四重键化合物M2Cl4(PMe3)4(M=Cr,Mo,W)和Mo2X4(PMe3)4(X=F,Cl,Br,I)的几何结构进行优化,分析了电子结构,并运用TDDFT方法对其低占据激发态进行了计算.考虑相对论效应的ZORA方法能够较好地重现M2X4(PMe3)4的几何结构.M2X4(PMe3)4的电子结构分析表明其d电子的组态为σ2π4δ2,前线轨道能级顺序为πlig<πd/σd<δd<δd*.金属原子和卤素配体的改变虽然使轨道能量发生变化,但没有影响轨道的排布顺序.TDDFT方法对M2X4(PMe3)4δd→δd*和πd→δd*跃迁能量的计算较为准确,对πlig→δd*(LMCT)跃迁能量的计算误差较大.金属原子、卤素配体以及相对论效应对激发能的影响可以根据分子轨道能级的变化给予解释.     

Au(II)化合物[Au(CH_2)_2PH_2]_2X_2(X=F,Cl,Br,I)的量子化学理论研究

采用从头计算HF,MP2方法和密度泛函理论,对Au(II)系列化合物[Au(CH2)2PH2]2X2(X=F,Cl,Br,I)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究.研究表明Au的5d和6s电子参与Au—Au以及Au—X之间的成键.Au—Au,Au—X键强烈的电子相关作用使HF方法不适于该体系的研究,BP86和B3LYP两种泛函给出较大的Au—Au和Au—X键长,而MP2方法和局域的密度泛函方法则给出了合理的结构参数.局域密度泛函方法计算得到的Au—Au键和Au—X键振动频率也与实验数据符合较好.还运用含时密度泛函理论计算了[Au(CH2)2PH2]2X2的电子激发能,对分子在紫外-可见光谱范围内的电子跃迁进行了分析,考察了卤素配体对激发能的影响,并结合分子轨道能级的变化对此给予了解释.     

2，2′—双吡啶双氯二价铂化合物Pt（bpy）Cl2（黄色）的电子结构和电子光谱性质的从头计算研究

用从头算MP2方法,采用LANL2DZ基组,对Pt(bpy)Cl2分子进行了分子轨道计算,计算得到这种分子的HOMO和LUMO都具有反键π^*轨道的性质,给出了具有较高能量的分子轨道的顺序,并分析了各分子轨道的组成,用单激发组态相互作用（CIS）方法计算了具有“单体”晶型的Pt(bpy)Cl2的电子吸收光谱的发射光谱,结果表明：最低能吸收光谱为γ＝350．99nm,具有金属到配体的电荷迁移性质;最低能发射光谱为γ＝566．39nm,具有配体内电荷迁移的性质。     

金属四重键化合物M2X4（PMe3）4（M=Cr，Mo，W;X=F，CI，Br，I）结构和电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法，在TZ2P-STO基组水平下，对金属四重键化合物M2Cl4（PMe3）4（M=Cr，Mo，W）和Mo2X4（PMe3）4（X=F，Cl，Br，I）的几何结构进行优化，分析了电子结构，并运用TDDFT方法对其低占据激发态进行了计算．考虑相对论效应的ZORA方法能够较好地重现M2X4（PMe3）4的几何结构．M2X4（PMe3）4的电子结构分析表明其d电子的组态为σ^2π^4δ^2，前线轨道能级顺序为πlig〈πd／σd〈δd〈δd^＊．金属原子和卤素配体的改变虽然使轨道能量发生变化，但没有影响轨道的排布顺序．TDDFT方法对M2Xa（PMe3）4δd→δd^＊和π→δd^＊跃迁能量的计算较为准确，对πlig→δd^＊（LMCT）跃迁能量的计算误差较大．金属原子、卤素配体以及相对论效应对激发能的影响可以根据分子轨道能级的变化给予解释．     

非经验参量化的相对论EHT研究: 含卤双原子分子的电子结构

本文用非经验参量化的相对论推广的Huckel方法(REHT),系统研究了X_2,XX′,HX和InX(X,X′=F,Cl,Br,I)等17个分子的电子结构、按周期序列变化的成键趋向和轨道能级的移动等,给予了在非相对论图像中难以说明的一些实验现象以合理描述。     

非经验参量化的相对论EHT研究: 含卤双原子分子的电子结构

本文用非经验参量化的相对论推广的Huckel方法(REHT), 系统研究了X2XX',HX和InX(X,X'=F,Cl, Br, I)等17 个分子的电子结构, 按周期序列变化的成键趋向和轨道能级的移动等, 给予了在非相对论图像中难以说明的一些实验现象以合理描述。     

碳酸酐酶活性部位模型化合物{η^3-HB(3-Phpz)3ZnX}(X=Cl^-, Br^-, I^-, NO3^-)的合成、表征及量子化学研究

制备了碳酸酐酶活性中心模型化合物{η~3-HB(3-Phpz)_3ZnX}[Ph=苯基,pz=吡唑,X=Cl~-(1),Br~-(2),I~-(3),NO_3~-(4)],通过元素分析,IR,~1HNMR对其结构进行了表征.依据模型化合物2的晶体结构数据,采用量子化学 DV-Xα方法计算了2以及{η~3-HB(3-Phpz)_3ZnOH}模型的分子轨道、键级和原子电荷,讨论了模型化合物分子的活泼原子和活泼基团.     

杂苯C5H5X（X=N,P,As,Sb,Bi）芳香性的核独立化学位移（NICS）与异构体稳定化能（ISE）研究

应用量子化学方法,通过核独立化学位移(NICS)和异构体稳定化能(ISE)的计算,研究了苯及第五主族元素取代杂苯分子C5H5X(X=N,P,As,Sb,Bi)的芳香性与稳定性.局域轨道定位函数局部最大值的计算结果表明,分子中C—X成键强度与实验稳定性顺序一致.从头算与密度泛函理论对分子的化学位移计算结果各异,计算值与实验值相关分析表明,Hartree-Fock方法对所研究体系的NICS比密度泛函理论具有更好的相关性.在分子环平面上方0.8～0.9处的NICS是芳香性判据的最佳选择,由自然定域分子轨道分解NICS最大处的zz张量值,结果显示π键对分子的芳香性起主要贡献.异构体稳定化能与NICS(max)的zz张量及π键(NICS(max)zzπ)均有很好的相关性,可以表征杂苯分子C5H5X全局芳香性,其顺序为:苯>吡啶>磷杂苯>砷杂苯>锑杂苯>铋杂苯.特别地,对这类分子π轨道的研究发现不包含X原子的π轨道将产生异常大的π键芳香性,这一现象可为分子磁性设计提供理论指导.     

C~60的单原子碱金属化合物几何结构规律的量子化学研究

采用原子叠加和电子离域分子轨道处理(ASEO-MO)对碱金属原子在C~60分子内外所形成的MC~60进行了较详细的考察, 讨论了它们的几何结构规律和电子结构等性质。在MC~60(M=Li, Na, K, Rb, Cs)中Li原子的平衡位置将偏离C~60分子的中心, 而Na和K的平衡位置是在C~60分子的中心, 但Rb和Cs原子则在C~60分子外部将比在其内部稳定。由金属原子半径和C~60球半径的讨论, 从而预见哪些原子可以在C~60分子内部附加形成稳定的化合物。     

C16H14SNF分子中不共面轭环上π轨道通过键的相互作用的研究

本文根据我们测定的C16H14SNF(1)和C16H16SNF(2)晶体结构数据,用MNDO2方法进行分子轨道研究,发现1和2的几何构型虽然相近,但其分子轨道中的原子轨道组成有着质的差异:在HOMO和临近HOMO的占据分子轨道中,2的两个苯环的π轨道彼此没有相互作用;1的两个夹角为80°的苯环的π轨道同时出现在一个分子轨道中,彼此通过C=N-键导通,显示出相互作用,与实验观察到的核磁共振谱一致.     

正八面体过渡金属化合物能谱计算的程序设计

本文对正八面体过渡金属化合物的价电子体系实现了(et_2)~*组态能谱计算的程序化,包括Hamilton算子矩阵元的计算以及各种分子多数的分子轨道计算。     

铜锌金属天然酶活性中心量子化学计算

以菠菜叶中天然超氧化物歧化酶（SOD）铜锌活性中心及人为去掉金属锌的活 性中心为模板，运用Gaussian 94量子化学程序，在B3LYP/LANL2DZ基组水平上进行 了计算，获得了分子轨道能量、电荷分布以及原子轨道对前沿分子轨道贡献的信息 。结果表明，金属铜对于催化歧化超氧阴离子O_2~-具有至关重要的作用，而金属 锌起到稳定结构和促成构建活性中心的作用。     

Au(II)化合物[Au(CH2)2PH2]2X2 (X＝F, Cl, Br, I)的量子化学理论研究

采用从头计算HF, MP2方法和密度泛函理论, 对Au(II)系列化合物[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂ (X＝F, Cl, Br, I)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究. 研究表明Au的5d和6s电子参与Au—Au以及Au—X之间的成键. Au—Au, Au—X键强烈的电子相关作用使HF方法不适于该体系的研究, BP86和B3LYP两种泛函给出较大的Au—Au和Au—X键长, 而MP2方法和局域的密度泛函方法则给出了合理的结构参数. 局域密度泛函方法计算得到的Au—Au键和 Au—X键振动频率也与实验数据符合较好. 还运用含时密度泛函理论计算了[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂的电子激发能, 对分子在紫外-可见光谱范围内的电子跃迁进行了分析, 考察了卤素配体对激发能的影响, 并结合分子轨道能级的变化对此给予了解释.     

Au(II)化合物[Au(CH2)2PH2]2X2 (X＝F, Cl, Br, I)的量子化学理论研究

采用从头计算HF, MP2方法和密度泛函理论, 对Au(II)系列化合物[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂ (X＝F, Cl, Br, I)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究. 研究表明Au的5d和6s电子参与Au—Au以及Au—X之间的成键. Au—Au, Au—X键强烈的电子相关作用使HF方法不适于该体系的研究, BP86和B3LYP两种泛函给出较大的Au—Au和Au—X键长, 而MP2方法和局域的密度泛函方法则给出了合理的结构参数. 局域密度泛函方法计算得到的Au—Au键和 Au—X键振动频率也与实验数据符合较好. 还运用含时密度泛函理论计算了[Au(CH₂)₂PH₂]₂X₂的电子激发能, 对分子在紫外-可见光谱范围内的电子跃迁进行了分析, 考察了卤素配体对激发能的影响, 并结合分子轨道能级的变化对此给予了解释.     

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.     

若干镧系三环戊二烯化合物的EHMO计算

用EHMO方法对LnCp_3(Ln=Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb,Cp=C_5H_5)进行了处理。计算结果表明:LnCp_3系列的能级、分子轨道百分组成等非常相似。总能量与原子序数成线性关系。Ln的4f轨道基本不参与成键。Ln-Cp间的键是以离子性为主的极性键。LnCp_3系列的电荷分布有一定规律。依据上述信息,对LnCp_3的一些化学性质作出了较为合理的解释。     

BH_3及其等电子分子片的杂化轨道和轨道相互作用

本文在文[1—3]和MNDO分子轨道计算的基础上,分析一些等电子分子片X(BH_(?)、BF_3、CH_3~+、CF_3~+)的前线杂化轨道,讨论它们同配体L(H~-、CO、CN~-、NC~-、NH_3)的轨道相互作用,从而研究X+L→XL反应的进程和产物XL分子稳定结构。     

稀土夹心化合物的SCF-X~α-SW研究 I: Cp~2Sm, Cp~2Yb 和Cp~3Sm

对Cp~2Sm、C~p~2Y~b和Cp~3Sm 进行了非相对论和相对论SCF-X~α-SW计算, 用轨道相互作用、分子轨道图形、布居数分析等方法讨论了化学键图象。在Cp~2Ln(Ln=稀土元素)中以Cp为主要成分的轨道能级两种方案结果变化不大。而相对论间接效应的存在, 使Ln4f能级明显升高, 与Cp~2Ln易被氧化的实验结果一致。二价的Cp~2Ln成键轨道中Ln成分是d>f>p>s, 与三价的Cp~3Sm、LnF~3比较, Ln的s、p、d成分变化不大, 而Lnf成分明显减少, 使Cp~2Ln共价性明显地低于Cp~3Sm和LF~3。