氢化物H_nX中X—H键振动频率的规律性

对于H_xX型分子中X—H键振动频率的规律性,国内外学者曾进行过研究。其中虽取得一些结果,但对其普遍规律尚缺乏深入系统的探讨,大多公式涉及常数或参数较多。文献[2]在力图用一个统一的公式来揭示v_(X-H)与成酸元素X的某些性质之间的关系方面作了进一步的工作,但其中又涉及到另一个需     

呋喃与HCl和CHCl3构成的分子间氢键的理论研究

量子化学从头算方法MP2研究了呋喃-HCl体系和呋喃-CHCl₃体系的分子间氢键的本质. 主要研究了这两个体系中新的氢键类型C(Cl)—H…O和C(Cl)—H…π的相互作用. 研究表明, 氯仿与呋喃分子之间的相互作用使氯仿中C—H键长缩短, 振动频率增大(蓝移), 而HCl与呋喃分子之间的相互作用使H—Cl键长增长, 振动频率减小(红移). 利用自然键轨道(NBO)分析表明电荷从质子受体转移到C—H反键轨道和Cl原子的孤对电子轨道上.     

HOD与H选键反应的理论研究

本文采用作者建立的分子内坐标下反应途径的动力学性质理论对HOD与H的选键反应进行了研究。以无选键性的HOH与H的反应和有选态性的H2(v=0,1)与OH的反应为对比,分别给出了每个反应内坐标下的垂直于IRC的振动模式的振动频率及断裂键的振动模式与其它振动模式之间的耦合常数(BKL)。通过它们对各反应选键性的分析,给出了在一定电子态下,为了达到选键反应的目的,该反应的断裂键振动频率和它与自身分子内其它键(键角)的耦合常数在理论上的要求。     

烷基乙二胺-CF_3CO_2型质子化离子液体的分子间氢键作用

利用密度泛函理论M06-2X方法,在6-311G(d,p)水平下,对由N-烷基乙二胺阳离子[HAlkyl]~+(Alkyl=Hex,Oct,Et Hex)与三氟乙酸阴离子[TFA]~-形成的[HHex][TFA],[HOct][TFA]及[HEtHex][TFA]型质子化离子液体(PILs)的离子对进行了理论研究.通过几何优化和分子振动频率分析3种PILs均得到5种较稳定构型[HAlkyl][TFA]S1~S5.结果表明,[HAlkyl]~+与[TFA]~-间发生了质子转移形成了O—H…N型氢键.3种PILs的基组重叠误差校正后的分子间相互作用能(ΔE_(int)~(BSSE))在-449.91~-522.87 kJ/mol范围内.由于分子间形成了较强的O—H…N氢键作用,引起N—H振动频率消失,在2200~2700 cm~(-1)范围内出现了较强的O—H键振动.通过自然键轨道(NBO)及分子中原子(AIM)理论计算,研究了分子间氢键作用的相对强度及其对分子构型稳定性的影响.NBO分析结果表明,其稳定化能主要源自于[HAlkyl]的氨基中孤对电子LP(N)与[TFA]中O—H反键轨道σ*(H—O)间的相互作用,即LP(N)→σ*(H—O).并探讨了阳离子部位[HAlkyl]~+的质子化位置以及烷基链长、支链的引入对[HAlkyl]与[TFA]间氢键作用强度的影响.     

B_nAH型分子中A─H键振动频率与基团B_nA的电负性

Ｂ_ｎＡＨ型分子中Ａ─Ｈ键振动频率与基团Ｂ_ｎＡ的电负性宋小平，韩长日（海南师范学院化学系海口５７１１５８）关键词共价氢化物分子，振动频率，基团电负性对于ＢｎＡＨ型分子中Ａ─Ｈ键的振动频率的规律性，国内外学者从不同角度进行了较多研究，其中运用元素电负性...     

基于缺陷曲率对含有V_1～V_4空位(5,5)单壁碳纳米管[1+1]和[2+1]加成反应的第一性原理研究

本工作使用GGA-PBE方法研究了H和O在含有V_1~V_4空位(5,5)单壁碳纳米管[1+1](H/[1+1])和[2+1](O/[2+1])加成反应的结合能、几何和电子结构.基于方向曲率理论提出的缺陷曲率包括原子曲率(KM-def)和键曲率(K_(D-def))预测了空位缺陷区不同原子和键的加成反应活性.计算结果表明,不管是[1+1]还是[2+1]加成,V_1和V_3空位缺陷中含有悬空键的C原子化学活性最强,且在[2+1]加成反应中C与O原子形成了羰基;对空位缺陷区其它原子或键,H与(5,5)管V_1~V_4空位缺陷区的原子结合能随K_(M-def)的增大而增大;O加成在大K_(D-def)的C—C键时,C—C键易被打断,形成C—O—C产物结构,且相应的结合能较大;O加成在小K_(D-def)的C—C键时,C—C键未被打断,形成三元环产物结构.H/[1+1]和O/[2+1]加成反应结合能除了主要受曲率的影响,还受到参与反应的C原子在(5,5)管最高占据分子轨道的电荷密度以及分波态密度的影响.这些研究将为含有空位缺陷碳纳米管的表面修饰提供理论依据.     

乙醛二聚体内蓝移型氢键的理论研究

利用理论方法研究了乙醛二聚体内的氢键. 在MP2/6-31＋G(d), B3LYP/6-31＋G(d), B3LYP/6-311＋＋G(d,p)和B3LYP/6-311＋＋G(3df,2p)水平上, 利用常规方法和均衡校正方法对3种稳定的乙醛二聚体进行了几何优化和振动频率计算. 计算结果表明: 在二聚体A和C中乙醛中C—H键强烈收缩, 存在显著的C—H…O蓝移型氢键. 自然键轨道(NBO)分析表明, 电子供体轨道和电子受体轨道之间相互作用的稳定化能、分子内电子密度重排、轨道再杂化和结构重组是决定氢键红移和蓝移的主要因素. 其中, 轨道间稳定化能属于键伸长效应, 分子内电子密度重排、轨道再杂化和电子受体内部结构重组属于键收缩效应. 在二聚体A和C中, 由于键收缩效应处于优势地位导致C—H…O蓝移氢键存在.     

N_2H~+的非谐性力场与振动光谱常数的计算

质子化氮N_2H~+是星际云中关键的分子离子。在星际云,实验室与理论上已作了很多研究。尤其是,Woods等使用微波技术精确地测定不N_2H~+离子及其同位素离子的转动光谱,得出N_2H~+有效转动常数B_(eff)=46.5867GH_z及其它有关常数。N_2H~+是线型结构,他们分析得到r_(NN)=1.095A,r_(NH)=1.032A。最近,Gudema与Foster分别用3.lum,5um的光,研究了N_2H~+的红外激光光谱,得到振动频率V_1和V_3。然而,N_2H~+的光谱数据,特别是振动光谱十分不全,到目前为止,还没有在实验上测得N_2H(?)的角弯曲振动频率V_2。在理论上,Botschwina使用CEFA方法,也仅计算出N_2H~+的键伸缩的非谐性力场,没有包括N_2H~+的角弯曲力常数,此外,朱正和和俞华根使用大基组6—31G~*及组态     

NOx分子在[Ag]-AlMOR分子筛中的吸附

采用Dmol3程序中密度泛函理论(DFT)的广义梯度方法GGA/BLYP和DND基组研究了银离子交换的丝光沸石([Ag]-AlMOR)结构及其对NOx分子吸附性能的影响, 获得吸附复合物的平衡几何结构参数、吸附能以及红外振动频率等数据. 结果表明, NOx分子与丝光沸石间的主要作用力为NOx分子中的氮(或氧)原子上的孤对电子和Ag+间的静电作用力. 吸附能数据表明, NOx分子以η1-N模式吸附在[Ag]-AlMOR分子筛中的结构更稳定; 在η1-N模式中, NOx分子吸附作用强度的次序为NO>NO2>N2O. 红外振动频率结果表明, 吸附态NOx分子中N—O和N—N键伸缩振动频率的位移趋势与N—O和N—N 键变化规律基本相一致. 另外, 对[Ag]-AlMOR分子筛的抗硫、抗水及抗氧化性能也进行了研究和分析.     

气相中CrO2+活化甲烷C-H键的理论研究

用密度泛函UB3LYP/6-311 G**方法计算研究了气相中CrO 2(2A1/4A")活化甲烷C—H键的微观机理,找到了四条反应通道.对其中涉及的两态反应(TSR)进行了分析,并对影响反应机理和反应速率的势能面交叉现象(potentialenergysurfacescrossing)进行了详细讨论,进而运用Hammond假设和Yoshizawa等的内禀坐标单点垂直激发计算的方法找出了一系列势能面交叉点[crossingpoints(CPs)],并作了相应的讨论.进一步用碎片分子轨道理论[fragmentmolecularorbital(FMO)]对TS1中的轨道相互作用进行了分析,解释了CrO2 活化甲烷C—H键的机理.     

呋喃与双卤分子间卤键的电子密度拓扑研究

用DFT和MP2(full)方法研究了呋喃-XY (XY＝ClF, BrF, BrCl)体系分子间的相互作用, 讨论了两种卤键类型 Y—X…O和Y—X…π的作用. 研究表明: Y—X…π的相互作用比Y—X…O的作用强, 计算得到的分子间相互作用能按照呋喃-BrF＞呋喃-ClF＞呋喃-BrCl的顺序依次降低. 形成卤键后, 两种类型卤键复合物中的电子受体X—Y键伸长, 其振动频率发生红移. 利用电子密度拓扑方法对卤键的电子密度拓扑性质进行了分析.     

低温基质隔离红外光谱和从头算研究CF~2O...IF

在10K Ar和Xe基质中测得CF_2O…IF的两种分子间配合物A和B的红外光谱,观察到A和B之间的异构化反应.采用量子化学从头计算,在MP_2/LANL2DZ水平上计算得到A和B的平衡构型的结构参数和振动频率.IF与CF_2O的相互作用引起CF_2O的C(?)O双键伸长、C—F键缩短,导致v_C=O的红移和V_(CF_2)的蓝移.由势能曲线可看出,A的势能比B高23kJ/mol,表明B比A稳定,升温能够发生A向B的转化.     

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.     

氢键复合物中键长变化与振动频率移动相关性重访(英文)

X―H···Y(Y为电子供体)型氢键形成时,X―H键长伸长或缩短与相应的X―H伸缩振动频率红移或蓝移存在较强的相关性,这也是氢键光谱检测和研究的基础.但是,最近的理论研究却推翻了这一观点,认为X―H键长变化和相应的X―H伸缩振动频率移动在有些氢键体系中并不存在相关性(McDowell,S.A.C.;Buckingham,A.D.J.Am.Chem.Soc.2005,127,15515.).本文中,我们采用更为可信的计算方法,对这一问题进行再研究.结果表明是错误的计算方法导致了McDowell和Buckingham得出错误的结论.在McDowell和Buckingham所研究的氢键体系中,X―H键长变化和相应的X―H伸缩振动频率移动仍存在较强的相关性.     

用红外光谱技术研究氢键的键合方式

氢键的形成能够使参与形成氢键的原化学键力常数降低,吸收频率移向低波数方向,同时吸收强度增加。为了介绍怎样利用红外光谱技术研究氢键的键合方式,本文以联酰胺衍生物为例,主要运用变温红外光谱技术分析NH伸缩振动波数、强度以及形成氢键的键长随温度的变化来研究羰基(C O)与氨基(H—N)之间的氢键形式。结果表明,本文举例中联酰胺基团中的C O与H—N以分子间氢键形式存在。     

表面增强拉曼散射光谱研究聚苯胺纳米棒的构象转变

采用电化学沉积法制备了聚苯胺(Polyaniline,PANI)纳米棒、树枝状银和纳米颗粒银基体。并利用表面增强拉曼散射光谱技术(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)研究了PANI纳米棒的分子链在Ag金属表面的构象变化。实验结果表明由于Ag金属表面的等离子共振效应,PANI分子中N原子的孤对电子与Ag的自由电子产生共轭效应,使得PANI分子链上的电荷重新分布,结果 C—H面内弯曲振动频率和C—C键的伸缩频率向低波数方向移动(蓝移);拉曼散射频率增强的基团在金属表面倾向垂直于分子链的主轴,拉曼散射频率减弱的基团在金属表面倾向平行于分子链主轴。     

NH3BH3的双接触蓝移双氢键的理论研究

运用量子化学从头算方法研究了NH3BH3与含大的分子内超共轭的质子给体CHF3, H2CO, HCOOH, HCOCl和HNO形成的双接触弯曲双氢键B—H2…H—X(X＝C, N)的分子结构、电子密度拓扑性质与频率位移特征. 计算结果表明, 在所有体系中, 由于双氢键的形成, B—H键拉长且伸缩振动频率红移, 而X—H键长减小且伸缩频率蓝移. 弯曲的双接触构型导致分子间超共轭减小、X—H键的大的正重极化与正重杂化以及分子内超共轭减小三个因素导致了X—H键蓝移; B—H键红移的主要原因是B—H键的负的重极化与负的重杂化.     

H_2在δ-Pu(100)表面吸附的第一原理研究

采用密度泛函理论结合平板周期性模型研究了H2在δ-Pu(100)表面的吸附行为.结果表明,H2在该表面最稳定的吸附方式为洞位垂直吸附,吸附能为0.183eV,距离表面最近的H原子与表面垂直距离为0.378nm.吸附的H2分子的键长增加、H—H键伸缩振动频率的红移都不明显.只有极少量电子从第1层的Pu原子流向H2分子,吸附引起的表面功函增加也不明显.这说明δ-Pu(100)面分子态H2的吸附属于较弱的物理吸附.讨论了离解吸附的热力学可能性,H2分子的吸附趋向于离解成2个原子态H的吸附,离解后的H原子优先吸附于洞位,此时吸附为较强的化学吸附.     

H2O分子OH键振动能谱的代数计算

用U(2)代数模型,对H2O分子OH键的高激发振动能谱进行了理论计算,并与其它模型的计算相比较,结果表明,代数模型能以较小的标准偏差描述这一分子OH键的振动能谱.     

关于各种“键能”术语的含义及其相互关系

在化学领域中,无论是研究物质微观结构,或是在讨论其宏观热力学、动力学性质,或是在阐明结构与性能关系上都广泛使用键能(bondenergies)这一术语,然而美中不足的是有些教科书及文献中,使用的“键能”含义不同,引用的同一键型的键能数值差别较大,这就给使用者在选取上造成了一定困难。比如,拿最简单的氢分子来说,涉及H—H键的术语就有:化学