叠氮乙烷二聚体分子间相互作用的理论研究

Energetic materials are aggregative and mixed systems. The intermolecular interactions play significantroles in the physical,chemical and explosive property. The study on intermolecular interactions of energetic materials has attracted wide attention. The organic azides are an important category of energetic materials and widely used in many fields. Ethyl azide is the simple model having the explosive property for the organic azides energetic compound. Ethyl azide monomer（Ⅰ）and all its possible stable clusters（Ⅱ,Ⅲ and Ⅳ）are fully optimized by ab initio method at the HF/6-311++G** level. Vibrational frequencies calculated to ascertain each structure are characterized to be the stable structure（no imaginary frequencies）. The proportions of correlated interaction energies to their total interaction energies ΔE（MP2）are 65.14%,63.76% and 65.62% for Ⅱ,Ⅲ and Ⅳ respectively. In addition,the basis set superposition error（BSSE）correction energies are 7.82,7.61 and 4.40 kJ/mol for Ⅱ,Ⅲ and Ⅳ respectively. The zero point energy （ZPE） corrections for the interaction energies are much less than those of MP2 electron correlation and BSSE correction energies. After MP2 electron correlation correction,BSSE and ZPE correction,the greatest corrected intermolecular interaction of the dimers is -10.45 kJ/mol. The charge redistribution mainly occurs on the adjacent N?H atoms between submolecules. The charge transfer between two subsystems is very small. Natural bond orbital（NBO）analysis is performed to reveal the origin of the interaction. Based on the statistical thermodynamic method,the standard thermodynamic functions,heat capacities（C0p）,entropies（S0m）and enthalpies（H0m）and the changes of thermodynamic properties from the monomer to dimer with the temperatures ranging from 200. 00 K to 800. 00 K have been obtained.     

叠氮化氢二聚体的分子间相互作用

通过ａｂ ｉｎｉｔｉｏＨＦ／６－３１Ｇ＊计算求得叠氮化氢二聚体（ＨＮ３）２势能面上四种优化结构型,经ＭＰ４ＳＤＴＱ电子相关校正和基组叠加误差２校正求得这些构型下的分子间相互作用能。结果表明,在四种优化构型中Ｎ３Ｈ．．．ＮＨＮ２最稳定,其分子间相互作用能为－１６．０７ＫＪ．ｍｏｌ＾－１。     

羟基二酰亚胺二聚体分子间相互作用的量子化学研究

采用从头算MP2方法在6-311++G~**基组水平上讨论了CP梯度校正对两种羟基 二酰亚胺异构体所的相互作用能和几何结构的影响，并利用分子中的原子理论（ Atoms in molecules，AIM）计算了五个拓扑参数：键临荷密度、电荷密度的 Iaplacian值、氢键中氢原子的体积、氢原子集居数、氢原子能量来表征氢键的形 成．种构型氢键体系中还讨论了二聚体的相互作用能与氢键临界点的电荷密度、质 子供体X-H键长的线性相关性问题．表明这种线性相关性的存在有范围限制，复合 物和其中单体的构型能够影响这种关系的存在.     

分子间相互作用的量子化学研究方法

分子间相互作用是一类十分重要的作用, 这类作用的实验和理论研究越来越受到化学家、生物学家、材料科学家等的重视。本文综述了这种相互作用的量子化学研究现状和特点, 主要集中于常见的3 种量子化学方法。并对该领域的研究前景作了展望。     

硝酸乙酯分子间相互作用的ab initio研究

在abinitio-HF/6-31G水平上求得硝酸乙酯二聚体势能面上的四种优化构型和电子结构。经MP2电子相关校正和基组叠加误差(BSSE)以及零点能(ZPE)校正，求得二聚体的最大结合能为11.46kJ.mol^-^1，还进行HF/6-311G和HF/6-311++G水平的总能量比较计算，发现6-31G基组对计算结合能比较适合，二子体系间的电荷转移很少，对优化构型进行振动分析，并基于统计热力学求得从单体形成二聚体的热力学性质变化。     

硝酸甲酯分子间相互作用的DFT和ab initio比较

用密度泛函理论(DFT)和从头算(ab initio)方法,分别在B3LYP/6 31G和HF/6 31G水平上求得硝酸甲酯三种二聚体的全优化几何构型和电子结构,并用6 311G和6 311＋＋G基组进行总能量计算.对HF/6 31G计算结果进行MP4SDTQ电子相关校正.在各基组下均进行基组叠加误差(BSSE)和零点能(ZPE)校正求得结合能.对6 31G优化构型作振动分析并基于统计热力学求得200～600 K温度下单体和二聚体的热力学性质.详细比较两种方法的相应计算结果,发现DFT求得的分子间距离较短,分子内键长较长,所得结合能均小于相应ab initio计算值.     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 3: 甲硝胺及其同位素衍生物的谐性力场和振动光谱

用TEXAS从头计算程序,取STO-4-21G基组,计算了甲硝胺的谐性力场和振动光谱.直接理论计算的谐性力场经由其他分子转移来的经验校正因子校正后,提供了甲硝胺振动基频的预测.预测值和甲硝胺分子在气相中的振动光谱实验值之间的平均偏差为31cm^-1.为了获得更合适的气相甲硝胺振动力场和预测它的同位素衍生物的振动光谱,我们优化了一组新的校正因子,使理论值和实验值的平均偏差减为8.9cm^-1.用这组校正因子得到的力场预测了三个同位素衍生物的振动光谱,其同位素位移的理论预测值和实验值符合良好.     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 3: 甲硝胺及其同位素衍生物的谐性力场和振动光谱

用TEXAS从头计算程序,取STO-4-21G基组,计算了甲硝胺的谐性力场和振动光谱.直接理论计算的谐性力场经由其他分子转移来的经验校正因子校正后,提供了甲硝胺振动基频的预测.预测值和甲硝胺分子在气相中的振动光谱实验值之间的平均偏差为31cm^-1.为了获得更合适的气相甲硝胺振动力场和预测它的同位素衍生物的振动光谱,我们优化了一组新的校正因子,使理论值和实验值的平均偏差减为8.9cm^-1.用这组校正因子得到的力场预测了三个同位素衍生物的振动光谱,其同位素位移的理论预测值和实验值符合良好.     

He-LiH体系分子间相互作用能的理论研究

用全电子四级MPPT方法研究了He-LiH在冻结LiH键长情况下的势能面.势能面上存在两个极小值,第1极小值对应于R_m=0.227nm,V_m=-172.75cm~1的线型结构(He-LiH),第2极小值对应于R_m=0.535nmn,V_m=-8.47cm~1的线型结构(He-HLi),势能面表现出强的各向异性.势能的主要部分是诱导能,其原因是LiH分子有较大的电偶极矩和电四极矩.利用这些离散点拟合了一个包含31个参数的解析势能函数,还考察了LiH键长变化对势能的影响.     

分子间相互作用的研究——-价轨道模型势从头算能量分解法

研究分子间相互作用是了解液体,固体性质和结构以及气体性质的关键,也是研究化学和生物化学催化机制及化学反应途径的重要方面.因此,近几年来这个领域的理论和实验研究引起了人们广泛的兴趣并取得了长足的进步.特别值得指出的是Morokuma等提出的基于单行列式从头算的能量分解法,较好地解决了很多体系中分子间相互作用的本质问题,受到了理论化学界的普遍重视.但是这种方法很费计算机时间,对于较大的体系,特别是含有重原子的体系,应用受到了限制.因此简化这种方法,使它能够比较容     

Theoretical Study on Intermolecular Interactions and Thermodynamic Properties of Nitroamine Dimers

Ab initio self-consistent field(SCF) and Mφller-Plesset correlation correction methods employing 6-31G^** basis set have been applied to the optimizations of nitroamine dimers.The binding energies have been corrected for the basis set superposition error (BSSE) and the zero-point energy.Theree optimized dimers have been obtained.The BSSE corrected binding energy of the most stable dimer is predicted to be -31.85kJ/mol at the MP4/6-31G^**//MP2/6-31G^** level.The energy barriers of the Walden conversion for -NH2 group are 19.7kJ/mol and 18.3kJ/mol for monomer and the most stable dimer,respectively.The molecular interaction makes the internal rotation around N1-N2 even more difficult.The thermodynamic properties of nitroamine and its dimers at different temperatures have been calculated on the basis of vibrational analyses.The change of the Gibbs free energy for the aggregation from monomer to the most stable dimer at standard pressure and 298.2 K is predicted to be 14.05kJ/mol.     

硝仿肼离子对相互作用的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/6-31+G^**水平下,求得硝仿肼离子对体系势能面上2种全优化构型.经基组叠加误差(BSSE)和零点能校正,求得离子对最大相互作用能为-420.03kJ/mol,肼和硝仿离子化所需能量可由该值得到完全补偿.离子对间键的主要贡献为库仑作用,但键鞍点上的电子密度值表明共价作用也有显著的贡献.基于统计热力学求得相关体系的热力学性质,298.2K时由自由离子形成最稳定离子对的最大焓变和最大自由能变化分别为-419.72和-376.61kJ/mol     

纳米尺寸团簇NinZrn(n=3～5)的几何结构与成键规律研究

根据化学键理论与拓扑原理，设计了团簇NinZrn(n=3-5)的可能几何构型，并用从头算方法进行构型优化，结果表明，由NiZr组成的团簇原子间的Zr-Zr和Zr-Ni键明显较强，而Ni-Ni的成键较弱，并发与NinZrn(n=3-5)团簇电子性质与有机烯烃分子等瓣相似，原子之间的成键按照强弱相间的规则分布。     

Ab initio Studies on Intermolecular Interaction of Formamide and Hydroxyacetonitrile Dimers

The structures, the binding energies and the thermodynamic properties of formamide and hydroxyacetonitrile(HAN) dimers have been studied by means of the self-consistent ab initio Hartree-Fock and the second-order Mφller-Plesset correlation energy correction methods. The counterpoise procedure was used to check the basis set superposition error(BSSE) of the binding energies. There exist cyclic structures in a formamide dimer(Ⅰ), a HAN dimer(Ⅱ) and their heterodimer(Ⅲ). The corrected binding energies for dimers Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ are respectively -45.53, -45.83 and -43.89 kJ/mol at the MP2/aug-cc-p VDZ//HF/aug-cc-p VDZ level. The change of the Gibbs free energies(ΔG) in the process of Ⅰ Ⅱ→2Ⅲ was predicted to be -2.74 kJ/mol at 298.15 K. Dimer Ⅲ can be spontaneously produced in the mixture of formamide and HAN, which is in agreement with the experimental fact that most cyanohydrins are capable of interacting with dipeptide cyclo-His-Phe(CHP).     

二氯硅烯与乙烯和甲醛环加成反应机理的理论研究

用RHF/6-31G^*解析梯度方法研究了单重态二氯硅烯与乙烯和甲醛环加成反应的机理,并用二级微扰方法对各构型能量进行了相关能校正.结果表明,两反应历程均由两步组成:(1)二氯硅烯与乙烯和甲醛分别生成了中间配合物,是无势垒的放热反应;(2)中间配合物异构化成产物二氯硅杂环丙烷和二氯硅杂环氧甲烷,其势垒经零点能校正分别为97.43和103.29kJ/mol(MP₂/6-31G^*//6-31G^*).     

助剂作用下金属催化剂M(M=Ru, Rh, Pd)对CO化学吸附的理论研究

用Gaussian98程序、HF方法和LANL2DZ基组,以MCOM1^n (M=Ru,Rh,Pd;M1^n =Na^ ,Mg^2 ,K^ ）为模型,探讨在主族金属阳离子助剂M1^n 作用下,过渡金属催化剂M化学吸附CO后对C-O锓的影响及其机理,并进一步推测最终对CO氢化反应产物的影响。结果表明,主族金属阳离子助剂M1^n 以不同方式与MCO相作用及选用不同的助剂作用时,催化剂具有不同的催化活性和选择性,且对C-O键的削弱程度不同,导致生成不同的产物。当主族金属阳离子助剂M1^n 与CO中的O作用时,C-O键被削弱程度比无助剂时大,更有利于生成烃类化合物;当与过渡金属M作用时,C-O键被削弱程度减小,有利于含氧化合物的生成;当助剂与CO以侧基作用时,无助催化活性;当用不同的主族金属阳离子作助剂时,C-O键被削弱程度也不同,得电子能力强的主族金属阳离子助剂有更强的更强的助催化作用。     

原子团簇离子TinP+m的几何结构与电子性质研究

用量子化学ｂｐｉｎｉｔｉｏ方法研究激光等离子体反应生成的ＴｉｎＰｍ＾＋簇离子,优化了其可能的几何构型,ＴｉＰ＾＋ｍ簇离子中,钛连接两个磷原子形成平面体系,ＴｉＰ＾＋４和ＴｉＰ＾＋６是较稳定构型。     

Theoretical Study on the Intermolecular Interactions of Tetrazole Dimers

1 INTRODUCTION Tetrazole and its derivatives are widely applied in the fields of agriculture, biology, chemistry, phar- macology and photographic technology, and they play significant roles in the science and technology as well as national defence[1]. In the past, the res- earches were focused on the molecular geometries, electronic structures, IR, thermodynamic properties, tautomerization, pyrogenation and sensitivity of tetrazole compounds[1～5]. However, study of tetra- zole dimers ha…     

Na+I_2——Na~++I_2~-反应中散射共振态的理论研究

化学反应中散射共振态是在特定的碰撞能下生成的中间态 ,具有如定域性、光谱等束缚态的性质 .它与势能面强相互作用区的性质有密切关系 ,但又与化学反应的过渡态不同 .由于散射共振态对化学反应的分支比、产物的能量分配和产物的角分布等有重要影响 ,因此 ,一直是理论和实验化学家的前沿研究课题 [1] .理论上 ,对散射共振态生成机理的研究多集中在单势能面 (电子基态 )反应 ,如H+ H2 ,F+ H2 ,I+ HI(以及 H的同位素 D)等 [2 ] ,而对两态势能面反应散射共振态的研究则少见报道 .Na+ I2 Na++ I- 2 离子对生成反应的微分截面已用激光 -交…