系列化合物C-H伸缩频率的自然杂化轨道研究

在计算C-H核自旋-自旋偶合常数的新公式及其与C-H伸缩频率之间的关系的基础上, 得出了计算C-H伸缩频率的新的一般关系式。并利用CNDO/2分子轨道和自然杂化轨道方法, 具体计算了三种不同系列化合物的原子净电荷和自然杂化轨道。给出了计算不同系列化合物C-H伸缩频率的良好线性关系式。结果表明, 碳氢化合物中的C-H伸缩频率主要由原子的轨道杂化作用所决定, 而对于含杂原子的取代碳氢化合物, C-H键的极性成为影响伸缩频率的重要因素。     

C—H键核自旋耦合常数和伸缩频率的自然杂化轨道研究

利用PM3级别上的最大重迭对称性分子轨道法和自然杂化轨道方法,计算了系列碳氢化合物的杂化轨道,拟合出了计算C—H键核自旋耦合常数和伸缩频率的简单关系式.研究了系列碳氢化合物中不同的C—H键核自旋耦合常数和伸缩频率.结果表明,碳氢化合物中的C—H核自旋耦合常数和伸缩频率主要取决于C原子的轨道杂化作用,为从简单价键理论角度解释和计算1JCH和νCH提供了一种简便直观的方法.     

三氧化硫分子杂化轨道的探讨

分别选用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD法和密度泛函B3LYP方法,在6-311++G(3df,3pd)基组水平下对SO_3分子的结构进行了优化比较,结果显示QCISD/6-311++G(3df,3pd)条件下的计算结果最优。在此条件下,用自然键轨道理论(NBO)对SO_3分子的杂化轨道、杂化方式、离域π键进行了研究。结果表明S原子采取sp~2等性杂化,杂化后形成含3对电子的sp~2轨道和1个空的3p_z轨道,O原子采取sp~3不等性杂化。S与O原子之间的σ键为S→O配位键,3个O原子各1对2p_z孤对电子与S原子的3p_z空轨道形成π_4~6离域π键。Mayer键级显示S=O键级为1.77,呈现明显的双键特性。     

含氮D-A加合物的自然杂化轨道研究

采用无参数Fenske-Hall资洽场分子轨道方法计算了氨的三类给予-接受型(D-A)加合物:氢键和锂键型H~3N-AX(A=H,Li;X=F,CI).孤对-空位型H~3N-BX~3(X=H,F,CI,Br)和孤对-σ型H~3N-XX'(X,X'=F,CI)的电子结构. 利用所得波函数对上述体系进行了自然杂轨道分析,给出了三类加合物D-A作用的定域图象. 将分子价的概念推广D-A作用体系的研究,结果表明,在形成D-A加合物时,氨分子价的增量与D-A作用强度呈单调变化,进而提出了用分子价来衡量加合物中D-A相互作用的强弱, 指出了它们相互作用的共通特征在于使分子价的不饱和性得到补偿.     

含氮D-A加合物的自然杂化轨道研究

采用无参数Fenske-Hall资洽场分子轨道方法计算了氨的三类给予-接受型(D-A)加合物:氢键和锂键型H~3N-AX(A=H,Li;X=F,CI).孤对-空位型H~3N-BX~3(X=H,F,CI,Br)和孤对-σ型H~3N-XX'(X,X'=F,CI)的电子结构. 利用所得波函数对上述体系进行了自然杂轨道分析,给出了三类加合物D-A作用的定域图象. 将分子价的概念推广D-A作用体系的研究,结果表明,在形成D-A加合物时,氨分子价的增量与D-A作用强度呈单调变化,进而提出了用分子价来衡量加合物中D-A相互作用的强弱, 指出了它们相互作用的共通特征在于使分子价的不饱和性得到补偿.     

钼原子间多重键的杂化轨道研究

本文对一些含Mo-Mo原子间多重键的分子或离子进行了研究,分析了它们的电子结构和化学键提出其原子杂化轨道的形式,揭示了过渡金属原子间多重键的结构特征。     

过渡金属卡宾正离子的从头算研究

过渡金属卡宾正离子被认为是如烯烃的聚合和烷基金属的分解过程等许多反应的中间体．较为稳定的环丁烷金属离子和环戊烷金属离子已从相应酮的脱羰反应获得［１］．Ｊａｃｏｂｓｏｎ等［２］研究了ＦｅＣＨ＋２和ＣｏＣＨ＋２与烯烃和环烷烃的气相反应．Ｍｃｋｅｅ［３］在...     

吡啶与HCl和CHCl3形成分子间红移氢键和蓝移氢键的理论研究

采用量子化学从头算的MP2方法, 分别在6-31G(d,p), 6-311+G(d,p)和AUG-cc-pVDZ基组下, 研究了复合物C5H5N…HCl(1), C5H5N…HCCl3(2)和C5H5N…HCCl3(3)的分子间氢键. 计算结果表明, 在复合物1中, HCl中Cl—H键伸长, 形成Cl—H…N红移氢键; 在复合物2中, HCCl3中C—H键伸长, 形成C—H…N 红移氢键; 在复合物3中, HCCl3中C—H键收缩, 形成C—H…π蓝移氢键. 自然键轨道(NBO)分析表明, 影响氢键红移和氢键蓝移主要有3个因素: n(Y)→σ*(X—H)超共轭作用、X—H键轨道再杂化和质子供体电子密度重排. 其中, 超共轭作用属于键伸长效应, 电子密度重排和轨道再杂化属于键收缩效应. 在复合物1和2中, 由于键伸长效应处于优势地位导致形成红移氢键; 在复合物3中, 由于键收缩效应处于优势地位导致形成蓝移氢键.     

C2F51分子C—I键解离的自旋-轨道从头算研究

采用考虑相对论效应的6—311G^＊＊全电子基组与多参考微扰理论,计算了该分子的包含自旋-轨道耦合效应的垂直激发能和基态、激发态C—I键解离势能曲线．理论计算发现,势能曲线3^3A＂与1^1A＂,2^1A＇出现交叉,交叉区域在C—I键长为0．241nm附近;基态1^A＇到激发态3^3A＂（^3Q0）的垂直激发能为4．658eV,与实验值4．662eV非常吻合．讨论了C2F5I分子作为碘激光介质的可行性．     

磷的四原子簇合物的从头算研究

在ＳＴＯ－３Ｇ、３－２１Ｇ、３－２１Ｇ、４－３１Ｇ和４－３１Ｇ基组水平上，对磷的四原子簇合物Ｐ４＾２＋，Ｐ４，Ｐ４＾２－，Ｐ４＾４－做了ＳＣＦ－ＭＯ从头算研究。几何优化表明，对于已知结构的族合物分子计算结果与实验测定了几何形一致，同时确定了实验上结构未知的簇合物分子的稳定２几何。根据计算结果对四原子磷簇合物系列分子的相对稳定性和几何形了讨论。     

乙醛二聚体的从头计算

用ab initio分子轨道法在STO-3G和6-31G水平上, 全构型优化, 对二聚乙醛的各种稳定构型进行了研究。结果表明, 在STO/6-31G水平上, 最稳定的乙醛二聚体为具有对称中心的环状结构, 包含由醛基氢和醛基氧组成的二个C—H…O氢键。结合能为-20.17 kJ·mol~(-1), 与实验估计的结合能-22.39±0.15 kJ·mol~(-1)比较接近。STO-3G过低估计了乙醛二聚体的结合能, 在不同构型的相对稳定性方面也与6-31G不一致。     

1,6-环十二二烯-2,4,8,10四炔的结构和光谱的从头算研究

用量子化学从头计算方法对１,６－环十二二烯－２,４,８,１０四炔的几何结构和光谱性质进行了研究,在优先分子构型的基础上通过等键反应分析分析和自然键轨道方法研究了它的稳定性、成键情况和共轭性。结果表明,１,６－环十二二烯－２,４,８,１０四炔是一个平面刚性分子,具有一定程度的稳定性,可能稳定存在。分子中的Ｃ≡Ｃ键与Ｃ＝Ｃ键,Ｃ≡Ｃ键与Ｃ≡Ｃ健存在一定程度的共轭,分子可能具有芳香性。     

甲烷与PtCl2（H2O）x（x=0,1,2）的配合物结构的从头算研究

本文用量子化学从头算方法研究了甲烷与配位不饱和ＰｔＣｌ２（Ｈ２Ｏ）ｘ（ｘ＝０，１，２）形成的σ配合物的结构和性质。通过ＲＨＦ／Ｌａｎ１２ＤＺ和ＭＰ２／Ｌａｎ１２ＤＺ水平计算讨论了溶剂Ｈ２Ｏ分子与位的影响。在ＲＨＦ／Ｌａｎ１２ＤＺ级别上有４个稳定的（ＣＨ４）ＰｔＣｌ２配合物，分别属于η＾３，η＾２，η＾３，并都具有Ｃｓ对称性。根据能量和结构分析，η＾１配合物是进一步氧化加成反应的可能的起始物。