原子价壳层电子量子拓扑指数与元素电负性的关系

在基态原子价壳层电子隐核图的基础上, 基于拓扑化学原理以及原子价壳层电子结构特征, 构建了原子价壳层电子量子拓扑指数(AEI), 它对基态原子实现唯一性表征, 结合原子价壳层电子平均化能(∑n_iE_i/∑n_i)等参数, 建立了一套新的元素电负性标度: X_N＝－0.588710AEI₁＋0.761214AEI₂＋0.154982(∑n_iE_i/∑n_i)－0.080929. 该式给出了周期表中氢至镅共95种元素的电负性, 结果表明新电负性标度X_N与Pauling电负性标度颇为一致. 进一步从原子价轨道量子拓扑指数确定了sp, sp², sp³杂化轨道的电负性. 新标度在元素和物质的结构-性质研究中具有一定的适用性.     

烷烃加和型性质的拓扑同系递变规律研究

用分子中原子的平衡电负性对分子图进行着色, 在距离矩阵的基础上结合分子中各原子的支化度构建一组拓扑指数ND, 它对分子结构实现唯一性表征, 具有优良的结构选择性, 用ND指数对链烷烃的加和型性质及同系递变规律进行研究, 结果表明烷烃加和型性质P可用下式来定量描述: P＝aND₁＋bND₂＋cND₃＋d, 其中a, b, c, d为常数. 用该式对85种链烷烃的标准生成焓Δ_fH^ө_m, 标准熵Δ_fS^ө_m, 标准生成吉布斯自由能Δ_fG^ө_m及67种链烷烃的摩尔体积V_m, 摩尔折射度R_m进行预测, 预测值与实验值吻合良好.     

离子性指数、极化效应指数烷烃^13C NMR化学位移的 关系研究

定义了烷烃分子中碳原子的离子性指数(INI)，用离子性指数(INI)、极化效应指数(PEI)及N^i~H(i=αβΥ)结构信息参数研究了烷烃的^13CNMR化学位移模型，结果表明，烷烃^13CNMR化学位移(CS)可用下式来定量描述：CS=194.6156-37.7394(INI)+98.6505(ΣPEI)+27.1630(INI/ΣPEI)-652.9106(ΣPEI/INI)+0.7735N^α~H+2.2468N^β~H-0.1742N^γ~H。用上式估算了304个碳原子的化学位移，平均绝对误差仅为0.77δ，标准差0.9860δ，预测值与实验值非常吻合。     

烷烃同系物气相色谱保留指数的分子拓扑研究

 定义了分子中原子的平衡电负性,并用原子的平衡电负性对分子图进行着色,在距离矩阵的基础上结合分子中各原子的支化度构建了一种新的拓扑指数N1，N2和N3。该拓扑指数对分子结构实现惟一性表征,具有优良的结构选择性。将拓扑指数N1，N2和N3与烷烃在固定相角鲨烷(柱温50　℃)及SE-30(柱温80　℃)上的气相色谱保留指数进行多元线性回归,结果表明烷烃的气相色谱保留指数可分别定量描述为I(Squalane)=23.97842N1-3.86562N2+0.787379N3+42.33061,I(SE-30)=23.83937N1-3.5687N2+0.939876N3+22.11952。用上述回归方程对烷烃的气相色谱保留指数进行预测,结果表明预测值与实验值的平均相对误差均为1.31%,预测结果误差在实验误差范围内。     

一种预测醇化学位移的新方法

诱导效应是有机化学中最重要的效应之一,本文给出一套新的中性基团诱导效应参数(I_G). 结合极化效应指数(PEI),以及α,β,γ结构参数,提出核磁共振“内屏蔽”和“外屏蔽”的概念及碳谱位移“内屏蔽”和“外屏蔽”模型,由此定量描述了饱和醇类化合物¹³C NMR化学位移：  CS=-2.3+[20.696 7(ΣΔI)+18.386 5(ΣΔPEI) -0.011 1(ΣΔI/ΣΔPEI)     

基态原子价壳层电子能级连接性指数与元素的电负性

构建了基态原子价壳层电子能级连接性指数(^mVEI),m=0,1,2,…，它对基态原子实现唯一性表征，其中^0VEI,^1VEI对原子具有良好的结构选择性，以^0VEL,^1VEL，价壳层电子总离子化能(ΣniEi)和总从电子数(Σni)为基本参数，定义了元素的电负性：X~N=0.444067+1.190653(1-1.32775/Σni)(^0VEI)-3.154675(^1VEI)+0.134591.(ΣniEi/Σni)。用上式给出了周期表中主族元素、副族元素及惰性元素的电负性。结果表明，新电负性标度X~N与目前流行的Pauling标度颇为一致。进一步从价轨道能级连接性指数确定了碳原子的sp,sp^2,sp^3杂化轨道的电负性。     

拓扑化学行为及其对镧系元素和锕系元素的QSPR应用

提出拓扑化学行为概念,把对化合物性质最具影响力的因素归纳为拓扑生长力和拓扑阻滞力。根据该原理,利用价电子轨道能量对价电子距离矩阵进行修正。研究表明OET(轨道能量拓扑指数)对镧系元素和锕系元素的物理化学性质具有良好的应用，尤其是对尚未借助QSPR(定量结构性质关系)手段进行研究的光谱性质。LOO CV(留一法交叉检验)的结果验证了模型的良好稳定性和预测能力,采用的检验参数有：PRESS/SSY，SEP_CV，R_CV，S_PRESS 和PSE，其中PRESS/SSY比值介于0.000 6和0.114 8之间。与文献进行比较,本文方法所得结果与之接近或更好。研究显示正是基于拓扑化学行为才有本文方法良好和较广的应用。     

扩展的邻接矩阵指数AI及对烷烃的QSPR/QSRR研究

为实现对有机化合物细微差异的有效合理表征，根据电负性均衡原理，通过逐级加合均分法计算分子中原子的平衡电负性。用平衡电负性对分子隐氢图着色，结合支化度，在邻接矩阵基础上增加平衡电负性和支化度参数，构建新拓扑指数AI。该指数不仅物理意义明确，而且对含多重键和杂原子的化合物具有唯一性表征。引入路径数P2和P3，研究烷烃的摩尔体积、摩尔折射度、临界体积、偏心因子和固定液为角鲨烷（柱温分别为30℃、50℃、70℃）、H-P PONA（柱温60℃）和J＆W DB-5（柱温60℃）上的气相色谱保留指数。研究结果表明，它们可用同一式子P=aAI＋bP2＋cP3＋d进行定量描述。各样本数的相关系数均大于0．99，其模型有望在烷烃QSPR和QSRR研究中得到广泛的运用。     

平衡电负性与烷烃核磁共振碳谱位移

定义了烷烃分子中碳原子的平衡电负性(AEE),用平衡电负性和Nⁱ_H(em=0, α, β, γ)和N^j_C(j=α, β, γ)结构信息参数研究了烷烃的¹³C NMR化学位移模型.结果表明,烷烃¹³C NMR化学位移(CS)可用下式来定量描述：
CS=-1736.776+755.118AEE+5.2539N⁰_H+1.8837N^β_H-0.2066N^γH
用上式估算了99个碳原子的化学位移,标准差为0.9861ppm,平均绝对误差0.78ppm,预测值与实验值十分吻合.     

烷烃偏心因子和临界压缩因子的分子拓扑学研究

构建了一种新的拓扑指数ND,可对分子结构实现惟一性表征,具有优良的结构选择性.用ND指数对烷烃的偏心因子ω和临界压缩因子ZC进行研究,结果表明烷烃的偏心因子ω和临界压缩因子ZC可用下述二式来定量描述:ln(2.336 5ω)=0.008 288ND1 0.001 857ND2 0.000 551ND3 0.855 206;ln(ZC0.185)=0.021 496ND1 0.004 385ND2 0.001 235ND32.135 614,用上述二式分别对烷烃的偏心因子和临界压缩因子进行计算,计算值与实验值吻合良好.