线型碳链PC2nP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**和B3LYP/6-311G**水平上优化得到了线型簇合物PC2nP(n=1-10)的基态平衡几何构型,计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,利用含时密度泛函理论,计算得到了簇合物PC2nP(n=1-10)的垂直激发能和相应的振子强度,导出了激发能与体系大小n的解析关系式.     

线性簇合物SC_(2n)S~(2-)(n=1～12)电子吸收光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G水平上优化了线性簇合物SC2nS2-(n=1～12)的基态平衡几何结构,并计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,通过TD-B3LYP/cc-pvTZ和TD-B3LYP/cc-pvDZ计算,确定了簇合物SC2nS2-(n=1～10)X1Σ g→11Σ u电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度.基于计算结果,导出了X1Σ g→11Σ u电子跃迁吸收波长与体系大小n的解析关系式,以及SC2nS2-体系第一电离能与体系大小n的解析表达式,并讨论了不同端位原子对碳链体系激发态性质的影响.     

线性BC2nB (n＝1～12)的结构特征和电子光谱的理论研究

应用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G^*水平上优化得到了线性簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的平衡几何构型, 并计算了它们的谐振动频率. 在优化平衡几何构型下, 通过TD-B3LYP/cc-pvDZ和TD-B3LYP/cc-pvTZ计算, 分别得到了n＝1～12和n＝1～7的电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度. 在B3LYP/6-311＋G^*水平上计算得到了簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的电离能. 基于计算结果, 导出了BC_2nB体系电子跃迁能以及第一电离能与体系大小n的解析表达式.     

线性簇合物SC2nS2－(n =1～12)电子吸收光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G*水平上优化了线性簇合物SC2nS2－(n =1～12)的基态平衡几何结构,并计算了它们的谐振动频率.在基态平衡构型下,通过TD-B3LYP/cc-pvTZ和TD-B3LYP/cc-pvDZ计算,确定了簇合物SC2nS2－(n =1～10) 电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度.基于计算结果,导出了电子跃迁吸收波长与体系大小n的解析关系式,以及SC2nS2－体系第一电离能与体系大小n的解析表达式,并讨论了不同端位原子对碳链体系激发态性质的影响.     

利用密度泛函理论研究α-联噻吩体系H(C_4H_2S)_nH的结构和电子光谱

应用密度泛函理论,在B3LYP/6-31G(d)和CAM-B3LYP/6-31G(d)水平上优化了α-联噻吩体系H(C4H2S)n H(n=2¹3)的基态几何构型;与此同时,利用TD-B3LYP方法计算了H(C4H2S)n H的吸收光谱,得到了其垂直激发能和体系大小n的解析表达式;并采用TD-CAM-B3LYP方法研究了其发射光谱.研究表明,H(C4H2S)n H的基态结构呈现三种构型:螺旋上升型、环型和稍有弯曲的带状结构;其中前两种构型是顺式结构,最后一种构型是反式结构;环型结构具有C2对称性,其他两种结构具有C1对称性.此外,其吸收光谱和发射光谱计算值与实验值吻合.     

线性BC2nB (n＝1～12)的结构特征和电子光谱的理论研究

应用密度泛函理论, 在B3LYP/6-31G^*水平上优化得到了线性簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的平衡几何构型, 并计算了它们的谐振动频率. 在优化平衡几何构型下, 通过TD-B3LYP/cc-pvDZ和TD-B3LYP/cc-pvTZ计算, 分别得到了n＝1～12和n＝1～7的电子跃迁的垂直激发能和对应的振子强度. 在B3LYP/6-311＋G^*水平上计算得到了簇合物BC_2nB (n＝1～12, D_(h)的电离能. 基于计算结果, 导出了BC_2nB体系电子跃迁能以及第一电离能与体系大小n的解析表达式.     

Cu_nNi(n=2-13)团簇基态结构和电子特性的密度泛函研究

基于第一性原理,利用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)对团簇Cun-1Ni和Cun(n=3-14)进行了结构优化和能量计算,结果表明,单质Cu团簇不是以密实结构而是以类平面结构生长,但Ni的掺杂使得Cu团簇结构以二十面体为基础生长并且增加了团簇的稳定性;团簇结合能的二阶差分计算表明Cu3Ni,Cu7Ni和Cu9Ni结构最为稳定;在团簇的最稳定结构中Ni原子趋于占据团簇的中心位置和更多的Cu原子形成化学键;位于表面的Cu原子成为Mülliken电荷的接受体而带负电性,这也可能是Ni掺杂Cu合金耐腐蚀性增强的原因之一;Ni的掺杂使原来没有磁性的铜团簇显示了磁性且总自旋磁矩表现明显的奇偶振荡,为1或2μB,与团簇的尺寸无关.     

C62及其吡啶衍生物结构与电子光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在TZP基组水平下计算C62及其吡啶衍生物几何与电子结构, 在全优化构型基础上, 采用TD-DFT方法对其低激发态进行计算, 预测其电子吸收光谱. 结果表明, 四种异构体的电子光谱中, 特征吸收来自C62内部的跃迁贡献, 也包括取代基到C62的电子转移. 取代基中N原子位置对490 nm左右吸收带的强度有影响, 两种顺式结构表现较为明显, 而两种反式结构衍生物光谱特征基本相同.     

1,5-萘二胺衍生物的密度泛函理论研究

用量子化学的密度泛函理论方法,在B3LYP/6 31G水平上,对N,N′ 二苯基 N,N′ 二(1 萘基) 1,5 萘二胺(NPN)进行了理论计算.结果发现:NPN有两个平衡构型(trans NPN,cis NPN),trans NPN比cis NPN稳定,谐振动频率分析表明它们都是稳定构型.在PM3/CIS水平上计算了它们的电子光谱,得到了由基态到各激发态的垂直跃迁能和相应的振子强度,计算结果与实验符合得很好.     

Li+与线性碳链HC2n-体系相互作用的理论研究

应用密度泛函理论(DFT)和多体微扰理论(MP2),对Li 与线性碳链HC2n-形成的体系HC2nLi(n=1~8,C∞v)的平衡几何构型、谐振动频率、第一绝热电离能和结合能进行了研究并计算了HC2n-与Li 之间相互作用的势能曲线。计算结果表明,Li 可与线性碳链HC2n-形成稳定的化合物HC2nLi;化合物的电离能和结合能与体系大小n之间存在非线性关系。基于计算结果,得到了体系的绝热电离能和结合能与体系大小n的解析表达式。     

靛蓝及其取代物的密度泛函理论研究

运用量子化学中密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP／6-31G^ 水平上对靛蓝及其芳环4,4′-,5,5′-,6,6′-,7,7′-取代衍生物进行理论计算．探讨了F,Cl,Br,NO2,CH3O,CH3在不同位置的取代对分子的几何构型、电子结构和电子光谱的影响,获得与实验结果相一致的结论．还用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法在相同水平计算其电子光谱．结果表明靛蓝及其芳环取代衍生物的最低激发单重态(S1)均源自HOMO-LUMO(π-π^*)跃迁．     

Density Functional Theory Study on the Structural and Electronic Properties of Ge（SiO_2）_n Clusters

The geometry,stability,binding energy and electronic properties of(SiO2)n and Ge(SiO2)n clusters(n = 7) have been investigated by Density functional theory(DFT).The results show that the lowest energy structures of Ge(SiO2)n are obtained by adding one Ge on the end site of the O atom or the Si near end site of the O atom in(SiO2)n.The chemical activation of Ge-(SiO2)n is improved compared with(SiO2)n.The calculated second-order difference of energies and fragmentation energies show that the Ge(SiO2)n clusters with n = 2 or 5 are stable.     

2-(2-巯苯基)苯并噁唑分子内质子转移取代基电子效应的密度泛函理论研究

在B3LYP/6-31G(d,p)和TDB3LYP/6-31++G(d,p)//CIS/6-31G(d,p)水平上研究了2-(2-巯苯基)苯并噁唑及其衍生物基态和激发态分子内质子转移现象,并探讨取代基电子效应对分子内质子转移的影响,研究结果表明,在基态时,硫醇式异构体为优势构象,供电子取代基使基态分子内正向质子转移能垒(烯醇式→酮式)升高;而吸电子取代基则可降低能垒,有利于基态分子内质子转移并有助于硫酮式异构体的稳定.在激发态时,硫酮式结构为优势构象,所研究的2-(2-巯苯基)苯并噁唑化合物及衍生物均可以发生无能垒或低能垒(≤1.5kJ/mol)的激发态分子内质子转移.巯苯基部分是激发态失活的主要活性部分,供电子基团有利于激发态的质子转移,吸电子基团使激发态跃迁困难,不利于激发态的质子转移.     

Sin/Si-n(n=2-6)的结构和电子亲合能的密度泛函理论研究

选用四种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,BLYP,BP86,B3P86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,研究Sin/Si-n (n=2 -6 )体系的结构和电子亲合能.预测Si2 /Si-2 ,Si3 /Si-3 ,Si4 /Si-4 ,Si5 /Si-5 和Si6 /Si-6 的基态结构分别为C∞h(3Σ-g ) /C∞h(2Σ+g ),D3h(3A′2 ) /C2υ(2A1 ),D2h(1Ag) /D2h(2B2g),D3h(1A′1 ) /D3h(2A″2 )和C2υ(1A1 ) /D4h(2A2u).在电子亲合能方面,B3LYP方法预测的电子亲合能是最可靠的.预测Si2,Si3,Si4,Si5和Si6的电子亲合能分别为 2. 05, 2. 34, 2. 16, 2. 48和 2. 13eV.     

Cu(100)表面吸附CN的密度泛函研究

采用密度泛函方法,以原子簇Cu14为模拟表面,对CN自由基分子在垂直和平行Cu(100)表面不同位置的吸附情况进行了研究,结果表明：通过原子C垂直吸附在表面的顶位是其最佳吸附方式,吸附后CN键振动频率发生蓝移;而其它吸附方式中CN键振动频率均发生红移．DOS和电荷转移分析指出CN通过C端吸附在表面顶位位置时,Cu与CN之间具有较强的σ成键和较弱的π反键特征．     

Structural and Spectroscopic Properties of Linear Carbon Chains NC2nN and HC2n+1N (n = 1～10)

Using density functional theory, geometries and vibrational frequencies of linear chains NC2nN and HC2n+1N (n = 1～ 10) have been investigated.Time-dependent density functional theory (TD-DFT) has been used to calculate the vertical transition energies and oscillator strengths for the X 1∑+k → 11∑+u transition in NC2nN (n = 1 ～10) and X1∑+ → 11∑+ transition in HC2n+1N (n =1 ～7).On the basis of present calculations, the explicit expressions for the size dependence of the excitation energy and the first adiabatic ionization energy in both carbon chains have been suggested.     

3-氨基-2-吡啶酮互变异构的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论,在B3LYP/6-3 l1G**基组水平上,计算并考察了3-氨基-2-吡啶酮分子酮式和烯醇式结构进行结构互变的质子迁移过程中的2种可能途径:(a)分子内质子迁移,(b)水助质子迁移.计算结果表明,途经b所需要的活化能较小,氢键在降低反应活化能方面起着重要作用.     

密度泛函理论研究聚烯烃催化剂取代基电子效应与催化活性的关系

 采用密度泛函 BP/DNP 优化了五组 (每组化合物具有相同的框架结构和不同电子效应的取代基) 共 18 个最受关注的烯烃配位聚合催化剂, 分别计算了每个化合物中心金属上的 Hirshfeld、Mulliken 和 QEq 电荷, 中心金属的 Fukui 指数以及化合物的 HOMO 和 LUMO 能量值, 然后将这些结构参数和配合物催化乙烯聚合的活性相关联. 结果发现, 中心金属的 QEq 电荷能正确反映取代基的电子效应, 且与化合物的 HOMO 以及 LUMO 能量值与催化活性之间有良好的相关性, 可用来预测催化剂活性; 而 Hirshfeld 和 Mulliken 电荷不能正确反映取代基的电子效应, 不适合计算这些化合物的中心金属电荷. 中心金属的 Fukui 指数受取代基电子效应影响较小, 和催化剂活性之间的相关性不明显.