气相中O3与HSO自由基间的氢键复合物

气相中O3与HSO自由基之间的相互作用及其反应在大气化学中非常重要.在DFT-B3LYP/6-311++G**和MP2/6-311++G**水平上求得O3+HSO复合物势能面上的稳定构型,B3LYP方法得到了三种构型(复合物Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ),而MP2方法只能得到一种构犁(复合物Ⅱ).在复合物Ⅰ和Ⅲ中,HSO单元中的1H原子作为质子供体.与O3分子中的端基O原子作为质子受体相互作用,形成红移氢键复合物;而在复合物Ⅱ中,虽与复合物Ⅰ和Ⅲ中具有相间的质子供体和质子受体,却形成了蓝移氢键复合物.B3LYP/6-311++G**水平上计算的单体间相互作用能的计算考虑了基组重甍误差(BSSE)和零点振动能(ZPVE)校正,其值在-3.37到-4.55 kJ·mol-1之间.采用自然键轨道理论(NBO)对单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了三种复合物中氢键的电子密度拓扑性质.     

具有负泊松比效应的2D碳纳米结构设计及其性能的理论计算研究

本文利用第一性原理PBE密度泛函理论计算的方法设计了一种由炔基链、吡啶环及少量氢原子组成的具有内凹六边形结构单元的新型理想二维碳纳米结构,并对其平面内负泊松比效应等力学性能和光学性能与电子结构进行了预测.计算表明,该2D材料具有较好的结构稳定性和特殊的力学性能.当将该2D结构在面内(bc面)沿c方向压缩时,其在b方向收缩;当沿c方向拉伸时,其在b方向伸长,即该2D结构同样具有期望的负泊松比效应.材料的泊松比为-3.26;将该2D结构沿b方向拉伸时,c方向将随之伸长;沿b方向压缩时,c方向将随之收缩.沿b方向拉伸或压缩时,泊松比约为-1.951.即该2D材料在面内具有非常显著的负泊松比效应.此外,该2D材料表现出半导体材料的电子结构特征和良好的光反射和折射性能.希望本工作能为具有本征负泊松比效应和优良电子与光学功能的理想二维碳纳米材料的开发提供一种理想的结构设计策略.     

SiH_4…Y(Y=He,Ne,Ar,Kr)体系中的分子间弱相互作用北大核心CSCD

在MP2/aug-cc-pvtz水平上对SiH4…Y(Y=He,Ne,Ar,Kr)复合物势能面上的4个构型进行优化,探讨了SiH4…Y(Y=Ar,Kr)复合物体系中的蓝移氢键结构和电子性质.含基组重叠误差(BSSE)校正的分子间相互作用能的相对大小可以判断复合物的相对稳定性递增顺序为:SiH4…He→SiH4…Ne→SiH4…Ar≈SiH4…Kr.且SiH4与Y(Y=He,Ne)体系之间的相互作用可归属为van der Waals力,而SiH4与Y(Y=Ar,Kr)之间的相互作用属弱氢键.NBO及电子行为分显示,SiH4…Y(Y=Ar,Kr)氢键复合物是一种非静电性质的弱氢键作用.另外,对各复合物中相关键鞍点处的电子密度拓扑性质分析也表明复合物中均存在非静电性质的分子间弱相互作用.     

1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙钳形受体对卤素阴离子的识别机理

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)和HF(Hatree-Fock)方法, 从理论上探讨了1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙(DAPHZ)钳形受体对卤素阴离子的识别机理,结果发现DAPHZ受体以其钳形结构中的-N-H基团与卤素阴离子间形成双侧红移氢键进行识别. 经BSSE校正后DAPHZ•••F-, DAPHZ•••Cl-和DAPHZ•••Br-体系的分子识别相互作用能ΔECP分别为-327.5,-163.5和-148.3 kJmol-1, 说明钳形DAPHZ受体对F-具有最好的识别能力. 此外, 采用自然键轨道(NBO)计算, 相关H原子化学位移计算及分子中原子(AIM)等理论分析了识别体系中红移氢键的电子结构和性质, 结果表明APHZ受体对卤素阴离子的识别能力的相对顺序为DAPHZ•••F- >> DAPHZ•••Cl- ≈ DAPHZ•••Br-.     

MODIFICATION OF MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES WITH POLY(NITRILOETHYLENENITRILOVINYLENE) “GRAFTING TO” THE SURFACE

A mild and facile way was used to prepare poly(nitriloethylenenitrilovinylene)-grafted multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs-g-PNENV)nanocomposites via the"grafting to"method.The MWCNTs-g-PNENV nanocomposites are well dispersible in polar solvents such as water,tetrahydrofuran and ethanol.Chemical structure of the resulting product was characterized by Fourier transform infrared(FTIR)spectroscopy,transmission electron microscopy(TEM)and thermal gravimetric analysis(TGA).FTIR showed that the"grafting to"pr...     

二(2-苯基-8-羟基喹啉)锌及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算(ab initio)和密度泛函理论(DFT B3LYP)方法。对二(2-苯基-8-羟基喹啉)锌(Zn(qPh)₂)及其衍生物的基态结构进行优化，同时用ab initio HF单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G基组上优化其最低激发单重态几何结构，用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31G基组计算吸收和发射光谱。计算表明，该类物质电子在基态与激发态间的跃迁，主要是电子云分布由定域化向离域化的转变。吸收及发射光谱的计算值与实验值基本符合。该类化合物的电子亲和能较大，都是优良的电子传输材料，改变中心金属原子对配合物光谱性质影响不大。而羟基氧被硫原子取代后，化合物的吸收光谱产生明显红移。     

气相中开壳型(CH3)2S(O)…HOO红移氢键复合物的结构与性质

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上分别求得(CH3)2S…HOO和(CH3)2O…HOO开壳型氢键复合物势能面上的稳定构型. 频率分析表明, 与单体HOO自由基相比, 复合物中H10-O11键伸缩振动频率发生显著的红移, 红移值分别为424.21和374.22 cm-1. 在MP2/6-311++G**水平计算得到, 含基组重叠误差(BSSE)校正和零点振动能(ZPVE)校正的相互作用能分别为-24.68和-31.01 kJ·mol-1. 自然键轨道(NBO)理论分析表明, 在(CH3)2S…HOO复合物中, 引起H10-O11键变长的因素包括两种电荷转移: (1) LP(S1)1→σ*(H10-O11); (2) LP(S1)2→σ*(H10-O11), 其中LP(S1)2→σ*(H10-O11)占主要作用, 总的结果是使σ*(H10-O11)的自然布居数增加了37.27 me; 在(CH3)2O…HOO中也有相似的电荷转移的超共轭作用. AIM理论分析表明, S1…H10间和O1…H10间都存在键鞍点, ▽2ρ(r)分别为0.06196和0.03745, 说明这种相互作用介于共价键和离子键之间, 偏于静电作用.     

2,7'-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉及其金属有机配合物的密度泛函和自然键轨道理论计算

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G水平上对2,7'-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉(2,7'-Ethq2)及其3种金属M(M=Zn,Mg,Be)有机配合物M(2,7'-Ethq2)2的结构进行了全优化,并用ZINDO和TDDFT方法计算了它们的吸收光谱.同时,利用自然键轨道理论(NBO)对分子内氢键进行了分析.结果表明,光谱计算值与实验值基本符合,该类化合物均具有较大的电子亲和能,改变中心金属原子对配合物吸收光谱性质影响不大.和2,7'-Ethq2相比,M(2,7'-Ethq2)2的吸收光谱产生明显红移.2,7'-Ethq2及其M(2,7'-Ethq2)2分子内存在较强的氢键,氢键与环上的碳原子形成五元环,分子内氢键的存在使分子的稳定性增加.     

醛酮类有机物中羰基氧原子的杂化状态

有机化学教科书及有关专著对羰基中氧原子的杂化状态，存在着不一致的观点。羰基中氧原子的杂化状态，在一定程度上会影响羰基的极性强弱，进而对羰基的化学性质产生细微的影响，特别是对其亲电加成反应活性的潜在影响。借助理论计算，发现醛、酮分子中羰基氧与碳成键时既不是彻底的sp2杂化状态，也不是非杂化直接成键，而是采用了一种介于sp2与非杂化之间的一种成键状态。     

Cu+与N-[2-羟基-1(S)-甲基]-N-甲基甘氨酸间的C-H…Cu(Ⅰ)抓氢键

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)/6-311G**理论水平研究了Cu+和Cu2+离子与N-[2-羟基-1(S)-甲基]-N-甲基甘氨酸根负离子配体（PT）形成的配合物的结构,重点讨论了配合物中的C-H Cu抓氢键结构. 计算表明, 当单个配体与Cu+结合时,配合物PT•••Cu(Ⅰ)结构中有C-H Cu抓氢键形成,C-H键伸缩振动频率显著红移,键长显著增大而被活化, 配体为三齿配体;当两个配体与Cu2+结合时,配合物PT•••Cu(Ⅱ)不存在C-H Cu抓氢键结构,配体为双齿配体. NBO及AIM理论分析均表明C-H Cu抓氢键属于一种较强的基团间相互作用,在强度和电子行为上与氢键弱相互作用有本质不同.