取代基对醌的结构及电子转移能力的影响

用半经验的AM1,abinitio(HF/3-21G,HF/6-31G^*),及密度泛函[B3LYP/6-31G^*,B3LYP/6-311G(d,p)]方法对1,4-苯酯及其阴离子的结构与性质进行了研究。在此基础上用AM1及BLYP/6-31G(d,p)方法对泛醌Q~0,用AM1方法对泛醌Q~1,泛醌Q~2及其阴离子的结构与性质进行了研究。研究结果表明,由于取代基的影响,泛醌的环平面发生了扭曲,环上原子不再位于同一平面上。结构的变化导致了电子分布发生了变化,并由此导致了偶极矩随6位上取代基的增大而增大。随着6位支链的增长,泛醌的电离势逐渐减小而电子亲和势逐渐增大,泛醌传递电子的能力增强。在上述研究的基础上,对1,4-苯醌及泛醌的自交换电子转移反应过程进行了过程,计算了反应的内重组能,溶剂重组能及电子转移速率常数。结果表明内重组能的大小与取代基的长短无直接关系,而与得电子前后醌的结构变化程度密切相关。除高频振动的变化外,低频振动的变化对内重组能也有显著的贡献。计算所得1,4-苯醌自交换电子转移反应速率常数与实验值相符得很好。     

P32（Oh）原子簇的电子结构

利用量子化学从头算方法研究了具有Ｏｈ对称性的笼状Ｐ３２原子簇的电子结构，对比具有相同结构的Ｃ３２，发现Ｐ３２（Ｏｈ）原子簇化学热力学稳定性差，而动力学性质稳定，其ＬＵＭＯ能量为负值，是好的电子受体。     

MgO缺陷和不规则表面吸附CO的能带和电子结构研究

采用从头算程序优化MgO表面三种不同配位位置吸附CO构型,并用扩展休克尔紧束缚(EHT)晶体轨道方法对MgO的缺陷和不规则表面吸附CO的可能构型进行能带计算,讨论了能带结构及组成,不同构型吸附前后能带和成键性质的变化,以及吸附前后的电荷转移和吸附键的变化规律。研究结果发现,CO的C端更有利于在MgO固体表面的吸附,具有氧缺陷结构的MgO更有利于吸附分解CO。     

取代烷烃极性交替规律的进一步探讨

运用 Ｇ９４Ｗ量子化学程序包,在 ＨＦ／６－３１＋ Ｇ基组和全几何优化的水平上,对一系列烷烃及其取代烷烃分子进行从头计算．通过比较母体烷烃及取代烷烃中原子的电荷,进一步证实并具体阐述取代烷烃有如共轭体系那样也存在极性交替规律．并着重提出了诱导极性有向叠加的观点,探讨其在定性分析键型相同的同分异构体稳定性等方面的应用．     

四氰基乙烯-四甲基乙烯体系光诱导电子转移双势阱的从头算研 究

以两态模型为基础,用从头算方法,在DZP[所有原子带极化函数的Dunning(9s,5p)/(3s,2p)]基组水平上对四氰基乙烯与四甲基乙烯间的电子转移进行理论计算。通过孤立给体和受体的几何构型优化,计算了给体的电离能和受体的电子亲和能。计算表明,在光诱导电荷分离之后的返回电子转移处于高放热的Marcus反转区。通过碰撞配合物的结构优化和电荷分离处理,在线性反应坐标近似下得到四甲基乙烯-四氰基乙烯配合物电荷分离反应的双势阱,进而获得反应热,键重组能,以及跃迁能。     

硝基烷系列分子的从头计算研究

硝基甲烷作为最简单的硝基类爆炸物,Marynick等曾以各种半经验分子轨道法和从头计算法进行过研究.我们也对其进行过全电子自洽场从头计算,获得有益启示.本文将类似计算用于硝基乙烷、1-和2-硝基丙烷等,发现用其电子结构可阐明各烷基的供电子能力、缩合反应能力、核磁共振谱和热安定性等诸多实验事实.还进行了相应构型和ρ指数下的CNDO/2计算,得到与从头计算平行的结果.     

单取代烷烃电离能的估算

根据量子力学微扰理论,将单官能团取代甲烷(MeZ)和单官能团取代烷烃(RZ)分别当作未微扰体系和同扰体系,则后者的第一电离能Ip~1~(~R~Z~)可由下式估算：Ip~1~(~R~Z~)＝Ip~1~(~M~e~Z~)＋7.1702△qz－1.3949△PEI。其中Ip~1~(~M~e~Z~)为取代甲烷的第一电离能,△qz为RZ和MeZ分子中Z上面的部分电荷之差,△PEI为基团R和Me的极化效应指数(PEI)之差。对10类单官能团取代烷烃的61个化合物计算结果表明,计算值和实验值之间的平均相对误差仅为0.20%。     

镓原子链的结构稳定性和电子结构

The structural stabilities and electronic structures of Ga atomic chains are studied by the first-principles plane wave pseudopotential method based on the density functional theory. The present calculations show that gallium can form planar chains in linear-, zigzag- and ladder-form one-dimensional structures. The most stable one among the studied structures is the zigzag chain with a unit cell rather close to equilateral triangles with four nearest neighbors, and all the other structures are metastable. The relative structural stability, the energy bands and the charge densities are discussed based on the ab initio calculations and the Jahn-Teller effect.     

相对论效应对Au和Fr电子结构影响的研究

介绍了Dirac,Desclaux等人发展的相对论多电子原子自洽场Dirac-Fock(MCDF)方法,并用相对论多电子原子MERECC-94程序计算了元素Au,Fr的电子结构。结果表明：尽管Fr的1s轨道相对论收缩效应比Au大,但因外壳层电子结构的不同,使Au的6s轨道的相对论收缩和稳定化效应比Fr和7s更明显。     

PH2^+基态及低激发态的构型优化及光谱性质理论研究

本文报道了PH2^+的一组新的ab initio计算结果。给出了PH2^+的基态(X^1A1)及几个低激发态的电子结构和几何构型。这些态的稳定构型都是在MRSD CI水平上优化得到的。在此基础上, 确定了基态到这些低激发态的跃迁能和部分跃迁的振子强度和辐射寿命。     

TinC2n(n=1-6)分子簇的量子化学从头算研究

用量子化学从头计算方法研究了TinC2n(n=1-6)分子簇的几何构型和电子结构。这些TinC2n分子簇以TiC2为结构单元, 通过C-C或Ti-C键进一步连接而逐渐长大。研究结果可以较好地解释实验现象, 并说明Metcars的形成机理。     

B~8C~1~2笼的结构和振动光谱的理论研究

用量子化学从头计算方法, 研究B~8C~1~2的几何构型、电子结构和振动光谱,讨论其稳定性和化学反应性质。     

硅甲基硼烯异构化反应机理研究所

用量子化学理论方法研究了硅甲基硼烯(SiH~3B)单重态和三重态异构化反应,计算了有关化合物的电子结构, 优化了过渡态构型, 讨论了两个反应的控制类型。     

系列杂氮钛三环中的分子内弱相互作用的紫外光电子能谱和理论研究

首次报道了四种杂氮钛三环的紫外光电子能谱,结合量子化学从头算和和电子密度拓扑分析方法对这些化合物的电子结构和分子内存在的弱相互作用进行了分析研究。通过优化STO-6G(d)基组(C:1s=5.66,ζ2s=1.675,ζ2p=1.66;O:ζ1s=7.67,ζ2s=2.25,ζ2p=2.20;N:ζ1s=6.66,ζ2s=1.91,ζ2p=1.89;H:ζ1s=1.24)对所研究的化合物进行了分子轨道计算,结合计算结果对化合物的紫外光电子能谱进行了解析和指认。实验得到的体现分子内弱相互作用σN-Ti的轨道电子的电离能表明了N,Ti间相互作用的弱成键特性,电子密度拓扑分析显示N,Ti原子间存在体现成键作用的键鞍点,键鞍点处电子密度的拓扑性质也进一步支持了N,Ti间弱成键作用的特性。     

Ti8C12H8簇的理论研究

用量子化学从头计算方法, 预测了Ti8C12H8簇的几何结构、电子结构, 分析讨论了该簇的成键和化学反应性质。     

气态肼的三种电子能谱和量子化学研究

本文应用X射线光电子能谱技术测得了气态肼的内层电子能谱、Auger电子能谱和价带电子能谱,对其电子结构进行了系统研究。又采用了不同能量的X射线为激发源,对比了Mg Ka 和 Zr M:价带能谱,定性地获得了肼的分子轨道的组成。本文对肼电子能谱进行了量子化学研究,用从头计算法给出了分子轨道波函数的成分,并指认了能谱,实验结果和计算值之间的一致性很好。     

异丙氧基-异羟肟酸-氧钒（V）配合物的合成、晶体结构和量子化学研究

以苯甲酰异羟肟酸为配体，首先合成四价氧钒化合物，以此为基础合成了标题 化合物，并用元素分析，红外光谱，~1H NMR，~(13)C NMR，~(15)V NMR，电子吸 收光谱等，分别对它进行了表征，其结构用单晶X射线衍射法测定，晶体属三斜晶 系，P1-bar空间群，所得晶体学参数为a = 1.1119(3) nm，b = 1.1735(3) nm，c = 0.8660(2) nm，α = 96.84(1)°，β = 106.93)(1)°，γ = 88.97(1)°，V = 1.0731(2) nm~3，D_c = 1.415 g/cm~3，Z = 2，F(000) = 478，μ = 5.06 cm~(-1)。采取ab initio(GTO-6-31d)方法对标题化合物的结构单元的成键情况进 行了分析，讨论了化合物的稳定性、分子轨道能量、原子静电荷分布等情况。     

六硝基六氮杂异伍兹烷结构和性质的理论研究

用abinitio和DFT方法,分别在HF/6-31G^*和B3LYP/6-31G^*水平下全优化计算了高能量密度材料六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的α(γ),β和ε型构象的分子几何构型、电子结构、IR谱和298～1000K温度下的热力学性质,细致分析比较了两种方法和相关的实验结果。理论计算几何参数与实验值相一致。分子中N—N键较长,N—N键Mulliken集居数较小,预示该键为热解和起爆的引发键。所得的IR谱形符合实验、指纹区频率与实验的平均绝对差值小于45cm^-1。由前线MO能级及其差值预示的热力学稳定性次序[ε＞α(γ)＞β]与实验排序相吻合。