基于氮杂Mn咔咯二维纳米材料的单原子Mn中心催化氧化烷烃制醇

咔咯是由四个吡咯共轭相连而形成的具有芳香性的新型卟啉类大环化合物,但咔咯分子中存在一个直接连结两个吡咯环的C?C键,与卟啉相比,仅仅是少了一个“meso”位置的C原子.因此,在结构上,咔咯含有三个“吡咯型”氮原子和一个“吡啶型”氮原子,当咔咯失去三个内氢原子后变成了三价阴离子,易与金属形成高价态的稳定配合物.氮杂咔咯是一种咔咯的meso位上的C被取代为N的咔咯衍生物.与正常的咔咯相比,它更易于与过渡金属形成稳定配合物.正是由于这些独特的结构特点,使其在金属催化、染料敏化太阳能电池、光敏剂、金属传感器、甚至在医学上都有很好的应用前景.金属有机大环均相催化剂的非均相化,是改进反应产物分离和实现催化剂循环使用的最简单有效方法之一.环境友好的Mn氮杂咔咯催化剂,在温和条件下可以利用氧气直接将有机底物氧化.本文选用Mn氮杂咔咯催化剂作为基本构建单元,通过理论计算,构建了一种新型的具有高催化活性的含Mn氮杂咔咯环结构单元的二维纳米催化材料.我们分别使用高斯软件(Gaussian 09)和维也纳从头算模拟软件包(VASP)对孤立分子和周期性体系进行结构优化以及性质的计算.在这种二维材料中,每一个Mn原子作为相对独立的金属单原子中心(SAC),保留了单环中Mn金属中心的高催化活性.在温和的光照条件下,Mn金属中心可以直接活化氧气生成类自由基[Mn]-O-O中心,随后[Mn]-O-O中心可以有效地通过夺取有机底物中的H和紧接着新生自由基的偶合反应,选择性氧化C?H键为C?OH键.另外,通过沿[Mn]-O-O反应轴施加不同强度的外电场,可对此二维纳米材料的催化反应活性进行精细调控.本文为实验上制备基于Mn氮杂咔咯的非均相催化剂以及单原子Mn基催化剂提供了理论依据.     

非晶硅中硅氢键的全振动分折

本文提出了一种局部力场模型,并讨论了其初值的可迁性,结合GF矩阵方法对非晶硅中硅氢键的力场,振动频率及简正模式作了研究,对其观察基频谱带进行了理论归属,获得了与实验一致的结果。     

A new algorithm for the fixed-node quantum Monte Carlo method

A novel algorithm is proposed for the fixed-node quantum Monte Carlo (FNQMC) method.In contrast to previous procedures,its "guiding function" is not optimized prior to diffusion quantum Monte Carlo (DMC) computation but synchronistically in the diffusion process The new algorithm can not only save CPU time,but also make both of the optimization and diffusion carried out according to the same sampling fashion,reaching the goal to improve each other This new optimizing procedure converges super-linearly,and thus can accelerate the particle diffusion During the diffusion process,the node of the "guiding function" changes incessantly,which is conducible to reducing the "fixed-node error" The new algorithm has been used to calculate the total energies of states X3B1 and a1A1 of CH2 as well as π-X2B1 and λ-2A1 of NH2 The singlet-triplet energy splitting (λEsT) in CH2 and π energy splitting in NH2 obtained with this present method are (45 542±1.840) and (141.644±1.589) kJ/mol,respectively The calculated     

线型碳链LiC_(2n)Li的结构和电子光谱的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论,在B3LYP/6 31G(d)水平上优化得到了线型簇合物LiC2nLi(n=1 ~10,D∞h)的基态平衡几何构型,并计算了它们的谐振动频率.利用含时密度泛函理论,计算了簇合物LiC2nLi的X1∑ +g→11∑ +u跃迁的垂直激发能,以及相应的振子强度.基于计算结果,建立了跃迁能和体系大小n的解析关系式. 同时也计算了体系的第一绝热电离能,讨论了体系的电离能与体系大小n的关系.     

Valence bond theoretical study for chemical reactivity

Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｍｏｌｅｃｕｌａｒｒｅａｃｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｓｈａｖｅｂｅｅｎａｎｉｎｔｅｒｅｓｉｎｇｓｕｂｊｅｃｔｉｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙ.Ｉｎｔｈｅｆｉｆｔｉｅｓａｎｄｓｉｘｔｉｅｓ,ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｐｌｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ(ＭＯ)ａｐｐｒｏａｃｈ,ｔｈｅｆｒｏｎｔｉｅｒｏｒｂｉｔａｌｔｈｅｏｒｙｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙＦｕｋｕｉｅｔａｌ.[1]ａｎｄ…     

反式和顺式HOOOH的电子光谱的理论研究

用密度泛函方法(DFT)和全活化空间自洽场方法(CASSCF)以及耦合簇理论(CCSD)优化了反式和顺式HOOOH的平衡几何构型, 用DFT计算了HOOOH顺反异构化反应的势能曲线和谐振动频率. 用含时密度泛函理论(TD-DFT)和二阶全活化空间微扰理论(CASPT2)计算了反式和顺式HOOOH垂直激发能. 计算结果表明: (1)反式异构体比顺式异构体稳定; (2)两种稳定构型的异构化反应有两种路径; (3)对于垂直跃迁能最低的单态和叁态, 反式的垂直跃迁能比顺式的低; (4)在单激发态中, CASPT2方法预测的顺式HOOOH寿命最长的激发态为21A′′, 其跃迁能是167.43 nm, 寿命为 1.44×10−5 s; 反式HOOOH寿命最长的激发态为21A, 其跃迁能是165.52 nm, 寿命为 2.07×10−5 s.     

电子云分布的球形对称性对核外电子构型的影响

原子核外电子排布,通常可按Pauli原理、能量最低原理、Hund规则以及n+0.7l经验规则所得能级顺序依次填充。但在周期表中,可以看到从第四周期开始出现了许多“不规则”排布。此外,从本文计算结果也可看出,许多原子的实际电子构型,并非总能量最低。实际上,原子作为一个微观体系,核的尺度与原子体系相比,完全可忽略,其核电荷产生的势场可近似为球形对称。若核外与之平衡的电荷分布球形对称性越高,整个体系的势场对称性     

吡咯和呋喃气相质子化过程的密度泛函理论研究

Density functional theory and ab initio calculations have been used to determine structures and stabilities of the protonated aromatics species AH^＋ and AH2^2＋ （A=pyrrole, furan）. Possible mechanisms and relative energetics for protonation of pyrrole and furan by H3O^＋ and AH^＋ in the gas phase have been explored. Calculations show that the Cα-protonated species was the most stable structure for AH^＋, and the protonated AH^＋ might accommodate the second proton to yield AH2^2＋ if the free proton was available. The gas-phase H3O^＋ could protonate pyrrole and furan with significant exothermiCity and almost without barrier. The proton transfer from AH4^＋ to pyrrole and furan has a barrier ranging from 33.5 to 39.3 kJ/mol in the gas phase.     

不对称合成 ⅩⅥ.(十)-樟脑亚胺的立体控制反应和樟脑结构的研究——(十)-樟脑缩苄胺转动势能计算和构象分析

本文对N-(对-硝基)苄基-1,7,7-三甲基-双环[2.2.1]庚烷-2-亚胺(3)和N-[11—[12-羟基-12-二苯基]甲基]苄基-1,7,7-三甲基-双环[2.2.1]庚烷-2-亚胺(4)进行了X-射线晶体结构分析。采用MOPAC程序的MNDO方法对(+)-樟脑缩苄胺即N-苄基-1,7,7-三甲基-双环[2.2.1]庚烷-2-亚胺(2a)的内部转动势能进行了理论计算。结果表明,(+)-樟脑缩苄胺(2a)以反式(trans)构象形式存在,它在不对称反应中的立体选择性主要受樟脑环上方C10甲基的控制。     

C12簇及其碳管烷C12H12的理论研究

C60和C70等碳笼烯的发现及其在新物质、新材料等研究领域中的重要性，激励人们去探索合成更多新型多面体碳簇化合物与碳元素类似物[1，2]．最近，两类新型多面体碳管笼烯的设想提出来了[3，4]应用HMO和MNDO方法对其稳定性变化规律、结构和成键特征进行了讨论.关于多苯的vanderWaals簇实验上已有广泛的调查[5，6]，理论上对其二聚物（C6H6）。的不同几何构型与稳定性进行了深入的研究[7]．本文采用abinitio计算有效势（effectivecorePotential）方法，对C12碳管元素簇和C12H12，碳管烷的平衡结构、稳定性和价键特征进行了理论预测．1…