Zur Wechselwirkung von π- und σ-Elektronen in der Theorie ungesättigter Moleküle

Zusammenfassung Es wird gezeigt, wie man auf einfache Weise die ( + )-Gesamtladungsverteilung im Grundzustand abschätzen kann, und wie man daraus -Orbitale erhält, welche der Polarisation der -Elektronen Rechnung tragen.

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It is shown how one can estimate with a simple method the total ( + )-charge distribution and how to determine from it -orbitals compatible with the polarisation of the -electrons.

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Résumé Nous montrons comment on peut estimer par une méthode simple la distribution de charges totale ( + ) et comment on en trouve des orbitales qui tiennent compte de la polarisation des électrons .

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Teilweise vorgetragen am 1.4.1966 anläßlich der Tagung für Theoretische Chemie in Zürich.

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Wir danken der Ciba AG Basel für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit.     

On the Distribution of π Bonds in Cyclofusene

We present a type of coronafusene termed cyclofusene, in which each hexacycle shares exactly two nonadjacent edges with other hexacycles. Cyclofusene has exactly four configurations of bonds such that each bond belongs to the inner or outer boundary. In each of these configurations, the outer boundary has six more bonds than the inner boundary. The number of shared bonds in any mixed configuration is even. Let m be the number of shared bonds in a mixed configuration for a cyclofusene with exactly k linear chains. Then m k. Furthermore, there exists a mixed configuration with exactly k shared bonds.     

Role of tin in a PtSb alloy and a Pt-Sn/Al2O3 reforming catalyst

The conversion of n-hexane was studied on a Pt-Sn/Al₂O₃ catalyst, a PtSn alloy and on the corresponding Pt catalysts. The results indicate the same catalytic effect of tin in supported and unsupported catalysts. It is concluded that the role of tin is connected with alloy formation.

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- Pt-Sn/Al₂O₃, PtSn Pt-. . , .

     

A semi-empirical MO-electron correlation method for molecules and the correlation energies of π-system linear and polycyclic hydrocarbons

A set of approximations referred to as the EPCE-F2 Method is presented starting from the MO pair correlations theory by Sinanolu of ground state molecules. It yields estimates of the correlation energies using LCAO MO coefficients and one and two center pair correlation parameters. The method applied to-systems yields explicit expressions for correlation energies in terms of the number of carbon atoms,-bonds, and the number of rings. The-correlation energies of polyenes and various types of polyacenes are given. Results are compared with available alternant MO (AMO) and-CI calculations. Correlation energies per electron are also obtained as number of carbon atoms increase and approach the very large system limits like a layer of graphite.

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Zusammenfassung Es wird ein als EPCE-F2 Methode bezeichneter Satz von Näherungen vorgeschlagen, der von der MO-Paarkorrelationstheorie für Moleküle im Grundzustand ausgeht. Die Methode liefert Näherungswerte der Korrelationsenergien, wobei die LCAO-MO-Koeffizienten und Ein- bzw. Zweizentren-Korrelationsparameter verwendet werden. Bei-Elektronensystemen erhält man explizite Beziehungen für die Korrelationsenergien, die von der Anzahl der Kohlenstoffatome, der-Bindungen und der Ringe ausgehen. Die-Korrelationsenergien der Polyene und verschiedener Typen von Polyacenen werden angegeben und die Ergebnisse mit den zur Verfügung stehenden AMO-MO und-CI Berechnungen verglichen. Auch die Korrelationsenergien pro Elektron werden in Abhängigkeit von der steigenden Anzahl der Kohlenstoffatome und für den Grenzfall sehr großer Systeme wie Graphitschichten mitgeteilt.

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Work supported in part by a grant from the U.S. National Science Foundation.     

PPP and CNDO calculations for protonated molecules

CNDO calculations have been used to obtain the one-centre core integrals for protonated azines required in calculating the ^* absorption spectra of such molecules using the PPP method. Calculated spectra for both the parent and the protonated molecules are obtained in satisfactory agreement with experiment. The changes in the -framework of the molecules on protonation are also discussed in terms of the CNDO results.

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Zusammenfassung CNDO-Rechnungen wurden benutzt, um die Einzentren-Rumpf-Integrale für protonierte Azine zu erhalten, die bei der Berechnung der ^* -Absorptionsspektren mit Hilfe der PPP-Methode benötigt werden.Die berechneten Spektren für die Ausgangsmoleküle und die protonierten Moleküle sind in zufriedenstellender Übereinstimmung mit dem Experiment. Die Veränderungen im -Rumpf der Moleküle bei der Protonierung werden ebenfalls mit Hilfe der CNDO-Resultate diskutiert.

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Résumé Des CNDO ont tét utilisés pour obtenir les intégrales de coeur monocentriques des azines protonées nécessaires au calcul de leur spectre d'absorption ^* par la méthode PPP. Les spectres calculés pour les molécules protonées ou non sont en accord satisfaisant avec l'expérience. Les modifications subies lors de la protonation par le squelette sont discutées en fonction des résultats des calculs CNDO.

     

Radiopapierchromatographie der Isomeren des 1.2.3.4.5.6-Hexachlor-cyclohexans (HCH)

Zusammenfassung Für die quantitative Auswertung der Aktivitätsverteilung auf Radiopapierchromatogrammen wurde ein 4-Durchnußzähler gebaut. Der Aufbau und die Betriebsweise dieses Zählers werden beschrieben. Die Anwendung der Radiopapierchromatographie als quantitative Analysenmethode wird am Beispiel des Isomerisierungsgleichgewichtes -HCH -HCH -HCH erläutert.Der Vereinigung von Freunden der Technischen Hochschule Darmstadt und dem Fonds der Chemischen Industrie danken wir für finanzielle Unterstützung.     

Study of the polymerization of some methacrylic acid esters by differential scanning calorimetry

The strengths of the gel effect, and the monomer conversions at which the gel effect sets in for the polymerizations of some methacrylic acid esters, were determined at different temperatures from the courses of polymerization measured by differential scanning calorimetry. It was found that the strength of the gel effect is greatly influenced by the reaction temperature and the ester residue in the molecule of the monomer, whereas the critical conversion for individual monomers is practically independent of the reaction temperature in the measured interval, but is strongly dependent on the length of the ester residue.

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Zusammenfassung Die Stärke des Geleffektes und die Monomerkonversion, bei der der Geleffekt bei der Polymerisation einiger Methacrylsäureester einsetzt, werden aus dem Verlauf der Polymerisation in Abhängigkeit von der Temperatur mittels DSC gemessen. Es wurde festgestellt, daß die Stärke des Geleffekts stark von der Temperatur und dem Esterrest im Molekül des Monomeren beeinflußt wird, während die kritische Konversion individueller Monomere praktisch unabhängig von der Temperatur im untersuchten Bereich ist, jedoch im starken Maße von der Länge des Esterrestes abhängt.

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Some peculiarities of π—π interactions between tetraphenylporphine metal complexes and aromatic solvents

The — complexes of metal tetraphenylporphinates with benzene, toluene, and xylenes were characterized by means of thermogravimetry. The ability of metalloporphyrins to form — complexes with certain -donor molecules depends largely on the -acceptor capacity of the macroheterocycle, and on the peculiarities of the metal—porphyrin coordinative linkage. Stoichiometry, energy parameters, and thermal stability of the - complexes of metalloporphyrins with various aromatic ligands are determined to a great extent by the molecular structure of solvents.Translated fromIzyestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 5, pp.850–853, May, 1993.     

Molecular orbital calculations on the optical rotatory properties of chiral allene systems

The chiroptical properties associated with the ^* transitions in dissymmetric allene systems are calculated and relationships between the chiroptical observables and the stereochemical and electronic structural features of these systems are examined. The calculations are based on the INDO and CNDO/S semiempirical molecular orbital models for the electronic structure of the molecular systems and excited states are constructed in the virtual orbital-configuration interaction approximation. The dipole strengths, rotatory strengths, and dissymmetry factors for the three lowest energy ^* transitions are computed and reported for eleven chiral allene structures. Relationships between absolute configuration and the signs of the ^* rotatory strengths are examined and discussed.     

Free electron model and magnetic susceptibility of aromatic hydrocarbons

Using a free electron model for the -electron system in aromatic hydrocarbons the - electron susceptibility due to Langevin diamagnetism and Van Vleck High frequency para-magnetism (H. F.) have been calculated. The H. F. term has been found to increase rapidly with the ring size.

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Zusammenfassung Mit Hilfe eines Modells freier Elektronen für das -Elektronensystem in aromatischen Kohlenwasserstoffen wird der Langevinsche diamagnetische Anteil und der Van Vlecksche paramagnetische Beitrag zur -Elektronensuszeptibilität berechnet. Dabei findet man, daß letzterer mit der Ringgröße schnell wächst.

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Résumé Au cadre du modèle de l'électron libre, la susceptibilité -électronique des hydrocarbures benzéniques due au diamagnétisme de Langevin et au paramagnétisme de Van Vleck (H. F.) a été calculée. Le terme H. F. s'agrandit rapidement avec les dimensions de la molécule.

     

Excited Π states of divinyl chalcogenides and chalcophenes

Electron transitions in divinyl chalcogenides (CH₂=CHXCH=CH₂, where X is S, Se, or Te) have been analyzed using UV absorption spectra of dialkyl and alkyl vinyl chalcogenides. The following relations for the orbital energies are found: ^* < ^* < ^* < ^* for Te and ^* < ^* < ^* < ^* for S and Se. For chalcophenes, a correlation between the energy of the excited state (E ^*) of specific symmetry, the ionization potential (I) and the electron affinity (EA) is obtained:E ^*=const+(I+EA)/2. The electron affinity of divinyl chalcogenides is estimated. The correlation between the excited ^* states of divinyl chalcogenides and chalcophenes is discussed.Translated fromIzvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 5, pp. 831–835, May, 1994.     

Theoretische Betrachtung der Diels-Alderschen Reaktion auf Grund der LCAO—MO-Theorie, 2. Mitt.

Zusammenfassung Anhand der LCAO—MO-Näherung wird die Elektronenstruktur des -Komplexes diskutiert, der sich im Verlauf derDiels—Alder-Reaktion zwischen Dien und Dienophil bildet. Am Beispiel der Umsetzung des Cyclopentadiens mit verschiedenen Dienophilen und des Maleinanhydrids mit verschiedenen Dienen wird aufgezeigt, daß im -Komplex die Dienkomponente positiv, das Dienophil hingegen negativ geladen ist. Der Polarisations-grad steht in Wechselbeziehung zur Delokalisationsenergie des jeweiligen -Komplexes. Dieses Ergebnis dürfte höchstwahrscheinlich mit der für die Diensynthese spezifischen Topologie des Reaktionskomplexes zusammenhängen und steht im Einklang sowohl mit derWoodward-Hypothese als auch mit der Theorie des Kryptoradikal-Mechanismus der Reaktion.

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On the basis of the LCAO—MO method (Hückel approximation) the electronic structure of the -complex is discussed, which is formed between a diene and a dienophile in the course of theDiels—Alder reaction.On the example of the interaction of cyclopentadiene with various dienophiles and of maleic anhydride with various dienes, it is shown that in the -complex the diene component is charged positively, while the dienophilic one—negatively. The degree of polarization correlates with the delocalisation energy of the corresponding -complex. This result most probably is related to the topology of the reaction complex, which is typical of the diene synthesis. This is in comformity both with the hypothesis ofWoodward and with the theory of the crypto-radicalic mechanism of this reaction.

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Mit 4 Abbildungen     

Calculation of σ→π* and π→σ* transitions in vinylboranes

Calculations are presented of the energies of the ground and excited and electronic states of ethylene and substituted vinylboranes. The Pople-Segal-Santry method was employed throughout. It is concluded that the excited state of lowest energy in ethylene has * character whilst the lowest energy ultra-violet spectral bands of the latter compounds stem from ^* transitions.

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Zusammenfassung Valenzelektronenrechnungen nach Pople-Segal-Santry wurden für Äthylen und Vinylborane durchgeführt. Danach hat der niedrigste angeregte Zustand von Äthylen ^*-Charakter, während die längstwellige UV-Bande der Vinylborane einem ^* -Übergang entspricht.

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Résumé Calculs de l'énergie pour les états fondamentaux et excités et de l'éthylène et des vinylboranes substitués. Utilisation de la méthode de Pople-Ségal-Santry. L'état excité le plus bas pour l'éthylène résulte d'une transition ^* , alors qu'il résulte d'une transition ^* pour les vinylboranes.

     

Recherches sur la structure électronique et les caractéristiques des différentes formes tautomères de la purine

Résumé Les caractéristiques électroniques (énergie, charges , géométrie, moment dipolaire, énergie de transition) des quatre formes tautomères de la purine et des phényl-8 N(1)H et N(3)H purines ont été déterminées par la méthode LCAO améliorée. La forme 9 est trouvée la plus stable à l'état isolé. Une interprétation nouvelle des bandes d'absorption est proposée.

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Researches on the electronic structure and the characteristics of various tautomer forms of Purine

The electronic characteristics (energy, charge , geometry, dipole moment, transition energy) of the four tautomeric forms of the purine and of the phenyl-8 N(1)H and N(3)H purines have been determined by the improved LCAO method. The form 9 is considered as the most stable at the isolated state. A new interpretation of the absorption bands is proposed.

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Zusammenfassung Die elektronischen Charakteristiken (Energie, Ladung , Geometrie, Dipolmoment, Übergangsenergie) der vier Tautomerformen des Purins und der Phenyl-8 N(1)H und N(3)H Purine sind durch die verbesserte LCAO-Methode bestimmt worden. Die Form 9 ist, zum isolierten Stand, als am meisten beständig zu betrachten. Eine neue Erklärung der Absorptionsbänder ist vorgeschlagen.

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Les auteurs remercient le Professeur B. Pullmann (Paris) de l'intérêt qu'il a porté à ce travail, ainsi que Madame H. Feilchenfeld (Jérusalem) pour les résultats inédits qu'elle a bien voulu leur communiquer.     

Some effects of protonation on the electronic structure of pyridine and cytosine

The effects of protonation on the charge distributions of pyridine and cytosine are investigated with the help of the Iterative Extended Hückel technique. The polarization of the -electrons is then included explicitly in a Pariser-Parr-Pople computation of the - ^* transition energies of the pyridinium and cytosinium ions.

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Zusammenfassung Mit Hilfe der IEH-Methode wird die Auswirkung der Protonierung auf die Ladungsverteilung bei Pyridin und Cytosin untersucht. Die Polarisierung der -Elektronen wird dann in eine PPP-Rechnung der - ^*-übergangsenergie beim Pyridinium- und Cytosiniumion übernommen.

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Résumé On étudie, à l'aide de la méthode de Hückel étendue iterative, les effets de la protonation sur la répartition des électrons dans les molécules de pyridine et de cytosine. On introduit ensuite explicitement la polarisation des électrons dans le calcul des énergies de transition - ^* des ions pyridinium et cytosinium par la méthode de Pariser, Parr et Pople.

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This work was supported by grant n GM-12229 of the U.S. Public Health Service (National Institute of General Medical Sciences).     

Electronic structures of pyridine N-oxide and 4-nitrosopyridine N-oxide

The -electron structure of pyridine N-oxide was calculated by the Pariser-Parr-Pople method, the effect of -polarization of the NO bond upon the valence state ionization potentials and electron affinities being taken into account. By the aid of these results, the -electron structure of 4-nitrosopyridine N-oxide was studied by the composite system method. The calculated transition energies and oscillator strengths can satisfactorly explain the observed electronic absorption spectrum. The 372 m band was ascribed to the charge-transfer transition from the oxygen atom of the NO group to the nitroso group via the pyridine nucleus.     

Calculation of electronic spectra of aza-benzenes and aza-naphthalenes by the Pariser-Parr-Pople method

The semiempirical treatment due to Pariser and Parr and to Pople has been used to calculate transition energies and intensities of the – ^* bands in the electronic spectra of 31 azines (aza-benzenes and aza-naphthalenes). A comparison with experimental data and a discussion of the wave functions for the ground and excited states are presented.

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Zusammenfassung Nach der halbempirischen Pariser-Parr-Pople-Methode berechneten wir Übergangsenergien und -intensitäten für die – ^*-Banden von 31 Azinen (Azabenzole und Azanaphthaline) und verglichen mit experimentellen Daten. Die Eigenfunktionen für Grund- und angeregte Zustände werden diskutiert.

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Résumé Nous avons calculé les énergies et intensités des bandes – ^* dans les spectres de 31 azines (azabenzènes et azanaphthalènes) au cadre de la méthode sémiempirique de Pariser-Parr-Pople. Les résultats sont comparés à de données expérimentales, et les fonctions d'onde des états fondamentaux et excités sont discutées.

     

Interpretation of photoelectron spectra within the framework of the AM1 semiempirical method. 2. Pyridines

Analysis of the orbital structure of isomeric pyridines carried out using photoelectron spectroscopy and the AM1 (GF) method showed that this structure is independent of the nature of the substituent at C ²⁽⁶⁾ and C ³⁽⁵⁾ : <n<. All the possible sequences of the highest occupied MO of different symmetry (, ) are realized for 4-substituted pyridines.For previous communication, see [1].Irkutsk Institute of Organic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, Irkutsk 664033. Translated from Izvestiya Akademii Nauk, Seriya Khimicheskaya, No. 4, pp. 872–880, April, 1992.     

Semiempirical calculations involving π- and σ-electrons on some nitrogencontaining heterocycles

The semiempirical MO-LCAO-SCF theory by Pariser, Parr and Pople in an extension proposed by Ohno is used to calculate * and n * transition energies, lone pair ionization potentials and electric dipole moments for some azines. The results indicate that with the method used it is impossible to take account of both excitations and ionizations from lone pairs with a single set of parameters. The reasons for this failure of the method are discussed.

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Zusammenfassung Mit der PPP-Methode in der Erweiterung von Ohno wurden * und n * Anregungsenergien, Ionisationspotentiale einsamer Paare und Dipolmomente von einigen Azinen berechnet. Es zeigt sich, daß es mit der genannten Methode nicht möglich ist, Ionisationspotentiale und Anregungsenergien mit einem einzigen Parametersatz zu erfassen. Die Gründe dafür werden angegeben.

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Résumé Nous avons utilisé la théorie semi-empirique de Pariser, Parr et Pople, dans la version de Ohno, pour calculer les énergies des transitions * et n *, les potentiels d'ionisation des paires libres et les moments dipolaires de quelques azines. Les résultats indiquent l'impossibilité de tenir compte à la fois avec un seul jeu de paramètres des excitations et des ionisations de paires libres. Les raisons de cet échec de la méthode sont discutées.

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A preliminary report has been given in preprint QB 19 from the Quantum Chemistry Group, Uppsala University (Sept. 1964).

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The work reported in this paper has been sponsored in part by the King Gustaf VI Adolf's 70-Years Fund for Swedish Culture, Knut and Alice Wallenberg's Foundation, and in part by the Aerospace Research Laboratories, OAR, through the European Office of Aerospace Research (OAR), United States Air Force.     

Recherches théoriques sur la structure électronique de molécules contenant des atomes hybridés en sp:

Résumé La méthode L. C. A. O. améliorée est utilisée pour étudier la structure électronique des molécules d'acétylène, de diacétylène et d'azote. Les énergies des transitions verticales calculées sont en bon accord avec l'expérience. Une relation entre l'indice de liaison mobile ( + ) et la distance interatomique, valable même lorsque les atomes sont de nature différente, est proposée.

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The improved LCAO theory is used to study the electronic structure of acetylene, diacetylene and nitrogen molecule. Calculated vertical transition energies are in good agreement with experiment. A relation between total mobile bond order ( + ) and bond distance is proposed, which applies also to atoms with different effective nuclear charges.

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Zusammenfassung Die elektronische Struktur der Moleküle Acetylen, Diacetylen und Stickstoff wird mit Hilfe der verbesserten LCAO-Methode untersucht. Die für die vertikalen Übergänge berechneten Energien stimmen mit dem Experiment befriedigend überein. Eine Beziehung zwischen Bindungsabstand und Gesamt--Bindungsindex, die auch für Atome verschiedener effektiver Kernladung gilt, wird vorgeschlagen.

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Que Monsieur G. Berthier (Laboratoire de Chimie Théorique de la Faculté des Sciences de Paris) qui a bien voulu relire notre manuscrit trouve ici l'expression de tous nos remerciements.