DFT能量分解和氮苄叉基苯胺分子π电子离域能的研究

为了探索密度泛函理论(DFT)方法中氮苄叉基苯胺分子π电子离域的本质, 介绍了将非平面分子氮苄叉基苯胺分子的DFT能量分成π和σ的方法, 并将π和σ电子能量分成单电子能部分: 动能ΔEπK(θ), ΔEσK(θ)和位能ΔEπP(θ), ΔEσP(θ); 双电子相互作用部分: 库仑作用ΔEππJ(θ), ΔEσσJ(θ), ΔEπσJ(θ)和交换相关作用ΔEππXC(θ), ΔEσσXC(Δ)以及ΔEπσXC(θ), 分析了垂直离域能ΔEV的稳定性及π电子离域对π和σ体系的影响. 在B3LYP/6-31G*, 6-311G*, 6-31G(2d), 6-311G(2d)水平下的计算结果表明, 与经典观点不同, π电子的离域是失稳定的, 且平面时失稳定性最强; 分析各个能量分量表明, 在π电子的离域过程中, π和σ体系均对基组较敏感, π体系本身单电子能的影响大于σ体系, π电子离域对双电子部分作用的影响主要体现在π-σ的耦合作用上.     

杂化电子的离域和轨道杂化的起因

从杂化电子离域的角度讨论轨道杂化的产生,提出电子交换是轨道杂化的根本原因。同时提出分子相对离域能和绝对离域能的概念及计算方法,说明相邻原子轨道之间的电子离域对体系稳定的重要性,并用电子离域的观点对杂化分子的许多现象进行了解释。     

确定分子中离域π键πnm的方法

A method for obtaining the delocalized π bonds π_n^m in a molecule has been discussed in this paper, and the delocalized π bonds π_n^m in linear, bent, planar trigonal, single cyclic conjugated, and polycyclic conjugated molecules have been studied. The reasons of π₃⁴ in NO₂ and 2π₃² in C₃ molecules have been proposed. The delocalized π bonds 2π₁₈¹⁸ in cyclo[18] carbon are analyzed.     

环戊二烯分子内π电子的离域是失稳定的——分子内π和σ轨 …

为环戊二烯分子中非平面片断的片断轨道的建立提供了一个新的方法和计算程序。分子内的Ｍｏｒｏｋｕｍａ作用能的计算表明,“π电子的离域是失稳定的”与“离域的π体系是失稳定的”是两个完全不同的概念。π电子离域的结构效应完全取决于σ体系对离域的作用。     

ABn型分子或离子中离域π键的讨论

详细讨论了分子中存在离域π键的3个条件和推断分子中离域π键存在形式的3个步骤,同时介绍了原子不共平面时,“离域π键”存在的可能性.文中大量的实例和讨论,有助于读者全面掌握“离域π键”这一知识点.     

用LOL-π分析展示B3N3六元环的离域π电子和芳香性——推荐一个普适性的计算化学实验

B₃N₃独特的六元环结构是研究非苯芳香性的理想模板。本实验在B3LYP-D3(BJ)/def2-TZVP水平上优化了B₃N₃六元环结构并进行频率验证,用Multiwfn3.7(dev)绘制了其LOL-π填色图,完美展示了六元环的离域π电子分布和非苯芳香性特征。实验普适性和可操作性强,安全性高,易于推广。     

用分子片轨道逐步剔除法研究电子离域

估计分子中不同类型的电子离域作用（如p-π → d-π和p-π → σ~*）的相 对强弱对理解分子中化学键的本质有关键的作用。剔除某一分子片轨道（d-π或σ ~*）后分子体系能量的改变可用来计算电子离域到该轨道的离域能。由于轨道之间 的相互作用,使离域能的计算与轨道剔除的次序有关。为克服这种不确定性,可以 逐步轮流增加某一对特定轨道（d-π和σ~*）的库仑积分,以使这对轨道在分子波 函数中的比重逐步减少,即将这对轨道轮流逐步剔除。这样可将轨道间的相互影响 减小以至消除,从而得到各轨道的精确的离域能。以H_3PO中P-O键为例说明了轨道 逐步剔除方法的应用。     

共轭多烯Hückel行列式的降阶公式

仅使用行列式代数 ,直接对共轭链多烯的H櫣ｃｋｅｌ行列式推出一个一般降阶公式 ,从而引出两个半折降阶公式 ,并导出共轭环多烯与共轭链多烯的H櫣ｃｋｅｌ行列式关系 ,最后给出应用实例。显然 ,这种简捷的初等解法更易于为初学者所掌握     

电子等排体的噻吩多烯与苯多烯同系递变的比较I

为了进一步研究苯多烯化合物的电子等排体噻吩多烯化合物的结构与性能间的定量关系,确定噻吩基的端基当量,合成了三个末端带拉电子基团的噻吩多烯化合物,测定了它们在乙醇和环己烷中的电子光谱,结果表明,和相应苯多烯化合物的电子光谱相比 ,普通红移25-30nm,即相差一个插烯双键引起的红移.以2-噻吩基的端基当量为3,噻吩多烯化合物的电子光谱波数与同系因子(1/2)^2^/^N形成良好的直线,相关系数r>0.99;并与相应苯多烯化合物的同系直线相距很近.其差距可用苯多烯系列增加一个烯链的增量与改换一个电子等排体2-噻吩基的增量之比作定量描述.结果证明2-噻吩基的端基当量比苯基大.     

无脂链磺化酞菁铜多层膜体系：电子非弹性平均自由程的研究

磺化酞菁铜多层膜体系是利用Langmuir-Blodgett技术制备的有序有机分子膜,它对于XPS测试有很好的稳定性,本文在固定电子出射角的条件下利用XPS方法研究了不同厚度的膜样品中Cu_((2(?))_(3/2))、Ni_(1(?))、S_(2p)峰强度的变化规律,讨论了膜内分子有序排列引起的散射效应对电子平均自由程的影响。     

环戊二烯分子内π电子的离域是失稳定的--分子内π和σ轨道分离法

为环戊二烯分子中非平面片断的片断轨道的建立提供了一个新的方法和计算程序 .分子内的Morokuma作用能的计算表明 ,“π电子的离域是失稳定的”与“离域的π体系是失稳定的”是两个完全不同的概念 .π电子离域的结构效应完全取决于 σ体系对离域的作用 .在环戊二烯分子中 ,π电子的离域和离域的π体系均是失稳定的 .在苯分子中 ,π电子的离域是失稳定的 ,它的离域π体系也是失稳定的 .但在 D6 h中 ,离域 π体系是“较小失稳定”的 .应该强调 π与 σ电子间空间作用对分子性能的重大影响 ,以改变经典有机结构理论重 π轻 σ电子效应的研究模式     

温度对短链多烯生物分子β胡萝卜素拉曼光谱的影响

用Gobin Yvon hr800拉曼光谱仪及与之相连接的Linkam,Thms600加热装置,测量了含9个C-C共轭双键的β胡萝卜素分子在二甲基亚砜中在25～73℃范围内的拉曼光谱.结果表明,短链多烯生物分子β胡萝卜素在液体中有很大的拉曼散射截面[6.5×10-23cm2/(molecule·Sr)],除共振效应外,β胡萝卜素分子结构有序产生较强的弱阻尼C-C键相干振动,是获得大拉曼散射截面的重要因素.温度对多烯类链状线性分子结构有序性影响很大.温度升高,分子结构有序性下降,C-C键弱阻尼相干振动减弱,C-C键长变短,各C-C键键长略有不同,使拉曼散射截面减少,拉曼光谱谱线蓝移,振动频率成分增加使线宽增加.     

π-σ轨道作用能分解法和限制π轨道作用的几何优化*

简要地介绍能量分解法的发展历史,强调能量分解的特点是给量子化学的计算提供明确的化学意义,介绍本实验室建立的能量分解法和限制轨道作用的几何优化法。 在这两个方法的基础上,论证了π-电子离域是失稳定的;颠倒了经典有机结构理论中基本的因果关系——共轭效应和构象之间的因果关系;为芳香能的计算提供了一个新的模型和新的方法,表明芳香能的计算不再需要参考分子;定量地区别静电作用和电子离域在化学键形成中的作用;定量地讨论取代基效应和张力芳环的扭曲驱动力。     

直链共轭多烯的模糊ta/2对称性

近年来关于分子模糊对称性的工作多属于模糊点对称性的研究．关于模糊空间对称性探讨较少．只曾对线状一维模糊周期分子进行过一些分析．本文在此基础上进一步对于较复杂的平面一维模糊周期分子——直链共轭多烯（简称为共轭多烯）分子进行了较仔细的探讨．除模糊平移变换外,这里还将涉及模糊的螺旋旋转和滑移反映等空间变换．此外,还讨论了存在其中的其他模糊点对称变换．对于点对称元素的变动导致的模糊对称性特征,往往和某种空间对称变换的模糊对称性特征相关．对于分子轨道,除模糊对称变换的隶属函数外,分析了所属不可约表示成分．对这些分子的某些性质和其模糊对称性特征之间的相关性进行探讨．     

直链共轭多烯电子的极化率随碳链增长变化规律的研究

本文采用引入外电场微扰的量子化学方法计算了直链共轭多烯H(-CH=CH-)~nH(n=1, 2, …, 15)电子的极化率。取乙烯电子的极化率α(1)为参照值, 首次运用关系式α(n)=α(n).α(1).n分析了系列多烯σ, π和全价电子的极化率随n增大的变化规律, 结果表明, 随着n的增大, α^σ(n)始终接近于1, 即有α^σ(n)=α^σ(1)n; 而α^π(n)开始增大明显, 然后增幅逐渐降低, 当n达某一值n~0后趋于一极限, 即有: nα^π(n-1), 当n≥n~0后, α^π(n)=α^π(n~0).α^π(1).n; 合价电子情况同π电子, 文中用电子分布重心的位移图象描述了这一结论。     

聚磷氮烯及其衍生物电子结构的理论研究

用分子轨道和晶体轨道方法,对聚磷氮烯及其衍生物的电子结构进行了研究,以期更深入地了解聚磷氮烯的结构和性能.研究发现,链状聚磷氮烯和环状三聚磷氮烯为平面结构,其它的环状聚磷氮烯则为巢式结构,吸电子基团取代有使环状聚磷氮烯主链环取平面结构的倾向.研究还发现,无论是链状还是环状聚磷氮烯,都表现为半导体.取代基效应表明,吸电子基团-F和-CN的取代,使聚合物的电子亲和势(EA)和电离能(IP)均增大,能隙减小,给电子基团-CH₃和-OCH₃的取代,使聚合物的IP减少;吸电子基团取代有利于n-型掺杂,给电子基团取代有利于p-型掺杂,但都不改变其半导体的特性.     

孪函数N电子基向Slater多电子反对称基的展开

发展了一套孪函数多电子基向Slater行列式的展开方法,并得到展开系数的解析表达式,使得孪函数多电子基直接与Hartree-Fock从头计算相关联.