大分子的量子化学计算

1974年Hinze曾对大分子计算的量子化学方法做了评论。迄今为止尚无专用的大分子量化计算方法,目前使用的方法都是在Hartree-Fock方法基础上发展起来的。鉴于     

改进的相对论量子化学计算ZORA方法

提出一种改进的ZORA(Zeroth-OrderRegularApproximationtotheDiracEquation)方法,其单电子方程为：[σ·p(c^2/2c^2-V~0)σ·p+V(r)]ψ=εψ。式中V~0为空间限域的势能函数：V~0(r=~A∑V~0^A(r~A),r~A=|r-R~A|,V~0^A(r~A)=V^A(r~A){1+exp[α(r~A-r~0^A]}^-^1。其中A表示分子的某个组成原子,R~A为A原子的位置矢量,V^A(r~A)为自由A原子的势函数,α和r~0^A为参数。改进的ZORA方法具有原来方法的所有优点,避免了原有ZORA方法因不满足标度变换不变性带来的缺陷,而且计算过程简单。具体计算表明,通过适当选择参数α和r~0^A,用本研究提出来的方法,在计算分子几何结构和键合能时,基本上消除了ZORA方法由于标度变换依赖性产生的误差。     

不同硬件环境下量子化学软件的测试比较

计算机技术的飞速发展使得量子化学计算方法、水平和运算速度等方面有了很大的提高,同时也不断推出新的量子化学软件,诸多软件中,Gaussian和Gamess-US一直处于领先地位,是量子化学工作者的主要研究工具,研究这两种软件的计算速度具有比较强的代表性.针对国内使用微机进行量子化学研究有一定普遍性,我们以单分子计算和过渡态计算为例,对不同硬件产品作了大量测试工作,目的在于给广大的量子化学工作者购机时提供一些参考.     

量子化学和统计热力学结合的实验:确定过氧化氢二面角

介绍一个面向高年级本科生的计算化学实验.通过量子化学计算与统计热力学方法相结合,预测了 298 K时过氧化氢的二面角,并与实验值进行比较.通过这一应用实例,使学生能够深入理解结构化学和物理化学的相关理论知识,尤其是对统计热力学的本质有一个直观认识,提升学生利用统计热力学处理科学问题的能力.     

壳聚糖膜的量子化学计算

采用Gaussian92程序，用AM1半经验量子化学方法优化壳聚糖膜模型的分子结构，在此基础上用量子化学从头算STO-3G方法计算，研究了壳聚糖-戊二醛的阳离子膜和阴离子膜的几何构型、能量、键序和电子迁移，讨论了膜形成的成键形式和膜的结构及稳定性     

超分子体系弱相互作用的量子化学计算

介绍了近年来超分子体系弱相互作用的最子化学计算方法，重点讨论了严格的从头计算方法及其各种校正技术，介绍了当前进展及其所取得的成果。     

苯并咪唑衍生物的合成、晶体结构及量子化学计算

合成了两种苯并咪唑衍生物:2-苄基-苯并咪唑(1)和1-苄基-2-苯基-苯并咪唑(2).用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对产物进行了表征,并且测定了它们的单晶结构.化合物1属正交晶系,空间群Pbca, a=0.93783(6) nm, b=0.97155(6) nm, c=2.49187(16) nm, V=2.2705(2) nm3, Dc=1.218 g/cm3, Z=8, F(000)=880, μ=0.073 mm-1, R=0.0816, wR=0.1698, GOF=0.948.化合物2属单斜晶系,空间群P21/c, a=0.60272(12) nm, b=1.7059(3) nm, c=1.5257(3) nm, β=91.45(3)°, V=1.5682(5) nm3, Dc=1.204 g/cm3, Z=4, F(000)=600, μ=0.071 mm-1, R=0.0730, wR=0.1215, GOF=1.191.采用量子化学方法,在B3LYP/6-31G·水平上计算了标题化合物1和2的优化构型、电荷分布和热力学函数.     

聚醚醚酮链结构与反应的模型化合物的量子化学研究

利用ＡＭ１方法对聚醚醚酮模型化合物全优化，结果为：芳环平均相互扭转角为３３．０度，桥键角１１７．０－１１８．０度，其分子结构拓扑图形表明：所有苯环（核）为平面构型，但其内角扭曲；其氢原子对苯环构型无实质性贡献，在更长链的计算中，冻结苯核与氢原子也得出满意结果，根据Ｍｕｌｌｉｋｅｎ键序与电荷讨论了醚交换与磺化反应。     

化学反应焓变的量子化学理论计算

化学反应焓变的量子化学理论计算苏克和，李秀仪，吴雄，盛宗淇，李景珍（西北工业大学化学工程系化学教研室，西安７１００７２）１引言量子化学经几十年的发展，目前在用于计算化学反应能量方面，已经到达实用化的阶段，如大基组的ＣＩＳＤＴ，ＣＣＳＤＴ，ＱＣＩＳＤ（...     

核酸四碱基体的量子化学计算

应用量子化学半经验ＣＮＤＯＭＯ方法，对核酸碱基间可能形成的四碱基体进行计算．结果显示，除了实验中已确认存在的两种四碱基体Ｇ４和Ｇ·Ｃ·Ｇ·Ｃ外，还有６种以Ｗａｔｓｏｎ－Ｃｒｉｃｋ碱基对形成的四碱基体也能稳定存在．通过对Ｇ４碱基体分子间、离子－分子间相互作用的考查，进一步证实了氢键、四碱基体间的堆积作用、金属离子与四碱基体的相互作用等，对于四螺旋核酸结构的形成是重要的．     

生物大分子体系量子化学计算方法新进展

本文就近年来报道的4 种研究生物大分子体系的量子化学计算方法(计算显微镜方法、定域分子轨道方法、线性标度半经验量子化学方法和并行算法) 作了较为详细的介绍, 并展望了该领域的研究前景。     

嘧霉胺合成、晶体结构及量子化学计算

用自制的嘧霉胺在无水乙醇溶液中培养出单晶,首次采用X射线单晶衍射法测定了嘧霉胺晶体结构,其晶体属三斜晶系,空间群为P2（1）/n.晶胞参数为：a=0.7532（1）nm,b=1.1701（1）nm,c=1.4640（2）nm,α=68.361（2）°,β=85.554（2）°,γ=71.291（2）°,V=1.1348...     

噻吩低聚物能级结构的量子化学研究

用量子化学方法计算了系列EDOT低聚物的紫外-可见吸收光谱和前线分子轨道,得到了相应的能级结构参数.与实验值进行对比发现,计算值与实验值具有相同的变化趋势.计算结果表明,通过选择性地改变共轭主链的长度、取代基的位置和取代基的类型,可以规律性地改变化合物光谱性质和能级结构.     

高岭石-金系列的量子化学计算研究

在许多金矿床中 ,微金与粘土矿物密切共生与伴生。研究金在粘土矿物中的赋存形式 ,对于研究金矿床的成因及选冶工艺都具有十分重要的意义 ,也是国内外研究的重要前沿课题 [1,2 ]。不同成因类型的粘土矿物具有不同的晶体化学特征 [3] ,深入研究粘土矿物与微金矿物的晶体化学性质和表面物理化学性质 ,对于粘土矿物与微金矿物之间关系的研究 ,了解金矿床在自然界的演化过程及成因机理 ,为优化选冶工艺提供可靠的理论依据也都具有十分重要的意义。化学键对于粘土矿物与微金矿物之间关系的研究也具有重要的意义。由于高岭石结构的相对复杂性等原…     

量子化学的第二次革命——1998年诺贝尔化学奖简介

简单介绍了１９９８年诺贝尔化学奖获得者以及３０多年来他们在发展量子化学理论与计算方法方面的卓越贡献,文中还简要地介绍了量子化学计算在化学中的应用。     

肌肉醇磷酸盐的晶体结构分析及量子化学计算

自制肌肉醇磷酸盐,其结构经1H NMR、IR和元素分析确证,并测定了肌肉醇磷酸盐的晶体结构。其晶体属单斜晶系,空间群为P21/n;晶胞参数为:a=1. 01401(14) nm,b=1. 0912(15) nm,c=1. 7645(2)nm,α=90. 00°,β=103. 923(2)°,γ=90. 00°,V=1. 9036(5) nm~3,Dc=1. 501g·cm-3,Z=8,F(000)=912,μ=0. 288mm-1。对其进行了量子化学计算,获得了优化构型,并对其分子前沿轨道、Mulliken电荷分布进行了分析,为肌肉醇磷酸盐的结构和性能的研究提供了基础数据。     

核酸四碱基体的量子化学计算方法比较

对9种四碱基体进行了6种半经验方法和HF/STO-3G的计算,结果表明PM3方法对四碱基体体系的计算比较适宜,其结果与从头算结果接近,而且大大缩短了计算时间。计算还说明,四碱基体极有可能是通过碱基对形成。由稳定能的顺序看,除已报道的3种四碱基体G4、G·C·G·C和U4外,一种新的G·C·G·C四碱基体也有稳定存在的可能。     

芳腈类缓蚀剂作用机理的量子化学研究

用量子化学半经验计算方法MNDO和CNDO/2程序，研究了芳腈类化合物在钢铁表面抑制腐蚀的机理，提出了该类分子在钢铁表面的吸附方式．     

氯键酸度的量子化学参数表示

研究了137个化合物的总氯键酸度（∑α2^H)与最子化学参数的相关性，对于含羟基或羧基化合物，∑α2^H=-0.0277 3.826QH-0.0273ELUMO-0.0654EHOMO 3.085Qo(n=70,r=0.982)，其中QH表示羟基或羧基氢原子净电荷，ELUMO表示最低未占据分子轨道能级，EHOMO表示最高占据分子轨道能级，Qo表示羟基或羧基中与氢原子的氧原子净电荷；对于含氨基化合物，∑α2^H＝1.569 3.3637QH-0.1235EHOMO(n=49,r=0.985)，其中QH表示氨基中较正氢原子的净电荷；对于含亚氨基化合物，∑α2^H=0.0472 3.676QH(n=18,r=0.993),其中QH表示亚氨基氢原子的净电荷。     

碳化硼及掺硅系列的量子化学计算研究

应用离散变分Xα 量子化学分子轨道计算方法 ,根据 5类共 2 8个不同的结构模型 ,研究了碳化硼及掺硅系列组成 ,结构 ,化学键及热电性能之间的关系。不掺硅时碳化硼的典型结构是〔C -B -B(C)〕δ - 〔B1 1 C〕δ + 。C -B -B链连接B1 1 C二十面体的模型趋于更稳定地存在 ,它们的二十面体上的电荷最低 ,更有利于极化子的形成 ;符合碳含量为 13 .3 %时 ,碳化硼的电导率有极大值的实验结果。碳化硼掺硅后的典型结构是〔C -B -Si〕ε + 〔B1 1 C〕ε - 。由于掺硅后多种结构形式的形成 ,极化反应所需的能量降低 ,为极化子的跃迁提供更多的途径 ,导致电导率增大。同时 ,碳化硼掺硅后共价键减弱 ,热导率减小。因此 ,碳化硼掺硅后 ,其热电性能得到改善