B2H6分子结构和振动频率的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)方法研究B2H6分子的几何结构、空间电子密度分布和轨道动量分布以及振动频率等基本性质.取DFT理论中的B3LYP方法和6-311++G* *基组对乙硼烷分子的几何构型进行全优化计算后分析其空间电子密度分布.利用不同方法和基组得到了轨道动量分布.在B3LYP/6-311++G* *基础上对优化后的结构进行正则振动频率分析.     

LaO分子基态X2Σ+势能和平衡几何构型的比较研究

采用三种相对论有效核芯势(LanL2DZ,AREP,RCEP)和价电子基组在MP2、B3LYP、CCSD(T)和QCISD(T)水平上计算了LaO分子基态平衡几何构型和能量,并对各种计算方法在不同基组下的计算效率和精度等进行了综合比较.在此基础上,选用B3LYP方法进行能量扫描得到了LaO分子势能曲线.计算得到的LaO分子基态平衡几何,振动频率、解离能和力常数等均与实验结果吻合.最后对赝势方法计算的误差原因进行了分析.     

B2H6分子结构和振动频率的DFT研究

用密度泛函理论(DFT)方法研究B2H6分子的几何结构、空间电子密度分布和轨道动量分布以及振动频率等基本性质。取DFT理论中的B3LYP方法和6—311 G^**基组对乙硼烷分子的几何构型进行全优化计算后分析其空间电子密度分布。利用不同方法和基组得到了轨道动量分布。在B3LYP／6—311 G^**基础上对优化后的结构进行正则振动频率分析。     

O3与O3分子间相互作用的理论研究

采用从头算方法,在B3LYP水平下对O3分子单体及其二聚体进行了几何结构优化,得到四种O3分子二聚体的稳定构型,并经MP2法、均衡法(Massage)分别校正了电子相关和基组叠加误差(BSSE),通过对分子中原子间的最短距离,分子间质心距离与各构型相互作用能的关系进行了分析、比较,得到了最稳定的构型,其对应的O3分子二聚体相互作用能为:-8.788 kJ/mol.     

邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的分子结构和红外光谱密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)-B3LYP方法在6-31G(d)基组水平上对邻硝基苯甲醛缩对乙酰氨基苯胺席夫碱的几何构型进行了全优化,得到其最稳定构型及能量.在优化结构基础上用同样的方法和基组计算了该分子的红外光谱振动频率并绘制了红外光谱图.在Gaussian View程序上对其红外光谱进行了归属.     

钚氧化物的分子结构和分子光谱研究

用杂化密度泛函(B3LYP)方法,Pu原子采用相对论有效原子实势(RECP),O原子采用全电子6-311g(d)基组优化了PuO,PuO2,Pu2O3的分子结构,得到了相应的平衡几何构型,并计算了红外振动频率(IR)、Raman光谱.结果表明:PuO,PuO2分子基态几何构型和振动频率与实验值相符.对Pu2O3分子可能的构型和多重性进行结构优化,发现Pu2O3分子基态为11B2的C2v构型,给出了Pu2O3分子基态结构的红外和拉曼光谱数据、力常数等系列数据,并对振动频率的峰值进行了指认.通过自然键轨道(NBO)分析,发现由钚到氧的电荷转移.相对于PuO和PuO2分子,在Pu2O3中形成较弱的Pu—O键.分析自旋布居,发现在这些分子中,自旋磁动量大都由Pu原子的5f电子贡献,而氧原子的2p轨道往往贡献反平行的自旋.     

硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物氢键相互作用的密度泛函研究

为研究硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的氢键作用,采用密度泛函B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上对硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物的结构进行优化,采用MP2/6-311++G(d, p)方法,经基组叠加误差和零点能校正计算得到复合物的相互作用能.利用自然键轨道分析方法研究复合物氢键作用的本质,并对复合物中水分子的振动光谱进行分析.计算结果表明,硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物存在着6个硝酸羟胺-H_2O稳定构型和8个硝酸羟胺-(H_2O)_2稳定构型,且最稳定构型的相互作用能分别为52.821 kJ·mol~(-1)和73.349 kJ·mol~(-1).在硝酸羟胺-(H_2O)_n复合物中,水中H-O伸缩振动频率明显红移,且红移增大的程度与复合物稳定化能的变化趋势基本一致.     

L-苏氨酸卟啉锌配合物结构及ECD谱理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法和极化连续介质模型(PCM),在B3LYP和混合基组(C,H原子采用6-31G(d);Zn、N、O采用6-311++G(2d,p))水平对L-苏氨酸卟啉锌(L-Thr-TPPZnII)的基态几何构型进行了优化;以优化得到的稳定构型为基础,采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,在相同基组水平进行了电子圆二色谱(ECD)研究,根据计算获得的电子跃迁吸收波长(λ)和电子旋转强度(R)拟合得到了ECD谱.除吸收峰位置有一定的蓝移外,计算获得的ECD谱带形与实验谱基本吻合.通过跃迁性质分析对实验光谱进行了理论解析.理论研究发现L-Thr-TPP ZnII的ECD谱吸收带主要来源于分子内的π→π*的荷移跃迁.353 nm处的负性Cotton效应具有明显的分子内电子转移特征,电子从卟啉环向氨基酸残基转移.     

外电场下Ti2O4团簇分子的激发与光谱性质研究

采用密度泛函(DFT) B3LYP方法在6-31+G基组水平上优化得到了分子轴方向不同电场作用下,Ti2O4团簇分子的基态稳定构型,电偶极矩μ,分子的总能量等,并且分析了Ti2O4团簇分子从HOMO-2到LUMO+2轨道能量的变化.在优化的构型下,用同样的基组利用CIS-DFT方法计算了外电场下Ti2O4纳米团簇分子的前9个激发态的激发能、波长和振子强度.结果表明,在有外电场的作用下,分子总能量随着外电场的增加不断减小,偶极矩随外电场的增加逐渐增大.其前线轨道的能量也随着外电场的增加逐渐减小.另外,Ti2O4团簇分子的激发能,激发波长和振子强度也受到了外电场的影响.     

顺、反二氟乙烯分子结构和稳定性的ab initio研究

采用abinitio从头计算方法在不同基组水平上对二氟乙烯异构体几何构型、谐振频率作了理论计算,计算结果与实验结果符合得很好,并且在优化几何构型的基础上,用MP4SDTQ方法对稳定构型单点能和前沿轨道能隙作了理论计算,结果发现计算所得的两种构型分子电子总能量的相对次序为顺式<反式,与实验测得的相对稳定性次序一致,并通过Mulliken布居数分析考察了该构型分子顺式效应的内在原因.     

八极矩外电场作用下CH3的基态和激发态研究

采用密度泛函和含时密度泛函方法在6- 311g**基组水平上对比研究了八极矩外电场对CH3自由基的几何构型、轨道能级分布、激发能、振子强度以及电偶极矩、原子电荷数和离解能等特性的影响.结果表明,在外电场作用下甲基的激发能,偶极矩和极化率上升,离解能下降,说明较强外电场的作用有助于CH3的离解.     

外电场下二氧化硫的分子结构及其特性

以6-311++g(3d, p)为基组, 采用B3P86方法研究了不同外电场(-0.04-0.04 a.u.)对SO₂分子基态的几何参数、电荷分布、能量、电偶极距、最高占据轨道(HOMO)能级、最低占据轨道(LUMO)能级及能隙的影响, 在优化构型的基础上, 采用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了SO₂分子在外电场作用下前9个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度. 研究表明: SO₂的几何参数与电场强度大小及方向均有明显的依赖关系. 电场由-0.04 a.u. 变化至0.04 a.u.时, 体系的总能量先增加后减小; 偶极矩先减小后增加; HOMO能级一直减小; LUMO能级先增加后减小; 能隙先增加后减小. 激发态的激发能、跃迁波长和振子强度与电场关联均较为复杂, 说明SO₂的激发特性易受外电场影响.     

外电场下二氧化锆的分子结构及其特性

对O原子采用6-311++G*基组,Zr原子采用aug-cc-pVTZ-PP基组,利用密度泛函(B3P86)方法优化得到了ZrO2分子的稳定构型,并研究了不同外电场(0—0.025 a.u.)作用下ZrO2基态分子键长、能量、电荷分布、偶极矩和能级的变化规律.在优化构型的基础上,利用含时密度泛函(TD-B3P86)方法研究了ZrO2分子在外电场作用下前6个激发态的激发能、跃迁波长和振子强度的激发特性.研究结果表明:随着电场强度的增大,Zr—2O的键长增大,而Zr—3O的键长均匀减少,总能量降低,偶极矩增大;最高占据轨道能量基本保持不变,最低未占据轨道和能隙均减小.电场的增大使得激发能减小,各个激发态跃迁波长均发生不同程度的红移现象,因而,利用外电场可以控制ZrO2的发光光谱范围在可见-红外区域扩展.     

外电场作用下乙炔分子的激发态研究P

本文采用密度泛函方法(B3LYP)和组态相互作用原理(CIS)在6-311++G**水平上研究了外电场对乙炔分子的激发态的影响规律,结果表明,外电场的大小和方向对乙炔分子的激发态都有明显的影响,沿分子方向的外加电场对分子偶极矩的影响比垂直于分子方向的外加电场更大.     

电场中MgO分子吸附H_2的理论研究

研究电场中MgO分子与H_2的相互作用是探索MgO材料储氢性能的基础.在B3LYP/6-31G**水平上研究了电场中H2在MgO分子上的吸附行为.结果给出电场中单个H_2在Mg/O上的吸附能由无电场时-0.021/-0.099eV提高到场强为0.005a.u.时的-0.037/-0.139eV.H2吸附在O离子上时,电场效应更显著.电场中MgO分子最多能吸附10个H_2,相应的质量密度达33wt%.表明电场诱导MgO材料吸附H_2是一种具有潜力的储氢方法.通过电子结构分析讨论了电场中MgO分子储氢的机理.     

电场中MgO分子吸附H2的理论研究

研究电场中MgO分子与H2的相互作用是探索MgO材料储氢性能的基础。在B3LYP/6-31G**水平上研究了电场中H2在MgO分子上的吸附行为。结果给出电场中单个H2在Mg/O上的吸附能由无电场时-0.021/-0.099eV提高到场强为0.005a.u.时的-0.037/-0.139 eV。H2吸附在O离子上时,电场效应更显著。电场中MgO分子最多能吸附10个H2,相应的质量密度达33wt%。表明电场诱导MgO材料吸附H2是一种具有潜力的储氢方法。通过电子结构分析讨论了电场中MgO分子储氢的机理。     

外电场下L-茶氨酸分子的结构特征与光谱性质

L-茶氨酸(N-乙基-L-谷氨酰胺)是一类具有降压、抗氧化的非蛋白氨基酸,研究外场下它的结构和光谱特征有助于人们更好地认识L-茶氨酸分子的性质.基于密度泛函理论,利用B3LYP方法,在6-311g(d,p)基组水平上对L-茶氨酸分子进行几何构型优化,在此基础上计算L-茶氨酸分子在不同外电场下(0～0.0125 a.u.)的分子各键长与振动频率,得到对应的红外光谱.同时,在相同的基组下采用含时密度泛函方法(TD-DFT)计算外电场对分子的激发态、前线轨道和能隙的影响.结果表明:分子结构及其紫外、红外光谱都随外电场强度发生变化.随外电场的增加,伸缩振动频率红移,弯曲振动频率蓝移;最高占据轨道的能量(E_(HOMO))与最低空轨道的能量(E_(LUMO))发生改变,前线轨道能隙先小幅增加后随电场减小,分子活性先减小后增强;紫外吸收光谱先蓝移后红移.本研究对L-茶氨酸分子的检测、合成及其生物活性的研究可提供理论依据.     

LiF分子在外电场中的物理性质研究

本文采用量子力学从头算方法,运用密度泛函B3LYP方法在6-311基组水平上, 对不同外加电场(--0.15---0.15a.u.) 作用下LiF分子基态的稳定电子结构进行了计算,研究了外电场对LiF分子键长、能量、电荷分布、能级分布、能隙及红外光谱的影响规律.结果表明,随着Z方向外电场的增加,分子键长、偶极矩和能隙递增,原子电荷也递增,总能量降低, 频率及其红外强度递减, LiF基态分子势能曲线降低,离解能减小.     

外电场下4-氟苯酚分子的分子结构和解离特性

4-氟苯酚是一种用途广泛的芳香族化合物,同时也是具有毒性的有机污染物之一,对环境和人体都有巨大危害.研究其在外电场作用下的降解机理具有重要意义.本文采用密度泛函方法(DFT)方法和含时密度泛方法(TD-DFT)在B3LYP/6-311G+(2d, 2p)基组水平上,研究了4-氟苯酚分子在不同外加电场(0-0.03 a.u.)下的几何结构、光谱特性、解离特性.结果表明,外加电场对4-氟苯酚分子的结构和性质有较大影响,随着X(C-F键)方向外电场的增加,4-氟苯酚分子C-F键的键长增大、分子体系总能量逐渐减小、偶极矩逐渐增大、能隙逐渐减小. 4-氟苯酚分子红外光谱的最强峰发生红移,紫外吸收光谱吸收峰峰值先增大后减小,峰型变宽,4-氟苯酚分子解离势能逐渐减小,说明4-氟苯酚分子在外电场作用下趋于解离.该研究对4-氟苯酚污染物分子的外电场降解提供参考.     

提高单层GeSe对H2O气体传感性能的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,通过在单层GeSe上施加双轴向应变、外加电场、掺Ag等途径来探索提高单层GeSe对H₂O分子传感性能的有效方法,并从微观角度阐明内在机理.计算结果表明,-1.0 V/?的外加电场能有效降低H₂O分子在单层GeSe的吸附能并使二者之间的电荷转移量增加11倍,显著提高了单层GeSe对H₂O分子的响应速度和敏感性.研究结果为进一步设计并制成二维GeSe基湿度传感器提供了理论依据.