Huckel-hubbard相关图

Huckel模型和Heisnberg-Dirac模型考虑了两种不同的相互作用,前者为单电子作用,而后者仅考虑了电子相关作用,它们是 Hubbard 模型的两种极限情形.本文以四轨道四电子体系为例讨论了三种模型,所得到的Huckel-Hubbard相关图展示了它们的适用范围及其相互关系,这样处理具有代表性,可以推广到较大的共轭体系.     

Roussin红盐和Roussin黑盐的电子结构

Roussin黑盐簇阴离子及其"元件化合物"Roussin红盐簇阴离子,是固氮酶活性中心福州模型I(网兜状原子簇模型)的模型物.本文用闭壳层CNDO/2(S,D方案)法计算了它们的电子结构.根据计算所得的Mulliken重叠集居,电荷密度,分子轨道能量和轨道特征等数据,对成键性质进行了分析,得出如下主要结论:两种簇阴离子骨架电子的非定域性都比较强,桥硫原子Sb在由红盐形成黑盐的电子转移过程中起施主作用,两种簇阴离子中都存在M-M键,强度与M-Sb键相近,其主要贡献都来源于金属的s,pz,dz2轨道与硫原子的s,pz轨道之间的σ作用,金属d轨道的π作用对整个骨架的成键贡献很小.     

二氯二氰基苯醌及其阴离子自交换电子转移反应的理论研究

基于非平衡溶剂化能的约束平衡方法和溶剂重组能的新表达式, 实现了电子转移反应溶剂重组能的数值解, 研究了二氯二氰基苯醌(DDQ)及其阴离子体系DDQ-之间的自交换电子转移反应. 考虑了DDQ与DDQ-分子以平行方式形成受体-给体络合物时的两种构型. 引入线性反应坐标, 计算了该反应在不同溶剂中的溶剂重组能. 基于两态变分模型得到了反应的电子耦合矩阵元. 根据电子转移动力学模型, 计算了该自交换电子转移反应的速率常数.     

H2分子在碱金属掺杂碳纳米管上的吸附特性

采用密度泛函理论研究了H₂在碱金属(M=Li, K)掺杂的扶手椅型单壁碳纳米管上的吸附. 对于碱金属管内掺杂, 模拟了4种氢吸附构型; 对于管外掺杂, 考虑了两种吸附结构, 同时还考虑了两种不同的掺杂浓度. 所有吸附模型都进行了全优化. 计算结果表明, 碱金属掺杂后, 碱金属与碳纳米管之间发生电子授受作用使得碱金属带正电荷, 对于金属Li, 管内掺杂更有利于电子向碳纳米管转移; 与管内掺杂相比, Li原子的管外掺杂更有利于H2分子吸附. 碱金属管外掺杂的碳纳米管吸附H₂的最稳定结构, 存在碱金属原子与H₂分子的配位作用.     

荧光素酯与蒽甲酸酯之间的光致相互作用

我们合成了以不同链长连接的荧光素酯与蒽甲酸酯的四种二元化合物.在溶液中的构象研究表明.链呈不同程度的弯曲.但分子内两个发色团的相互作用是微弱的.激发蒽甲酸酯时,无论是在分子间还是在分子内,其单重态能量几乎都传递给了荧光素酯.激发荧光素酯时,并未观测到分子内的光致电子转移,尽管计算和模型化合物分子间的对照实验都表明它们之间是可以发生这种电子转移的.最可能的原因是这个系列在溶液中,分子内的两个发色平面没有好的匹配,或者说,这些二元化合物在所研究的溶液中,不能满足分子内的光致电子转移对构象的要求.     

荧光素酯与蒽甲酸酯之间的光致相互作用

我们合成了以不同链长连接的荧光素酯与蒽甲酸酯的四种二元化合物.在溶液中的构象研究表明.链呈不同程度的弯曲,但分子内两个发色团的相互作用是微弱的.激发蒽甲酸酯,无论是在分子间还在分子内,其单重态能量几乎都传递给了荧光素酯.激发荧素酯时,并未观测到分子内的光致电子转移,尽管计算和模型化合物分子间的对照实验都表明它们之间是可以发生这种电子转移的.最可能的原因是这个系列在溶液中,分子内的两个发色平面没有好的匹配,或者说 ,这些二元化合物在所研究的溶液中,不能满足分子内的光致电子转移对构象的要求.     

铀酰离子在羟基化α-石英(101)表面的吸附

采用周期性密度泛函理论研究羟基化α-石英(101)面的铀酰离子吸附行为.通过对铀酰离子的水合作用考虑水溶剂对结构的短程溶剂化效应,并通过类导体屏蔽模型(COSMO)考虑水溶剂对结构的远程溶剂化效应.吸附能计算结果和电子结构数据均表明水合铀酰离子吸附构型比氢氧化铀酰吸附构型稳定,并且在液相中两种类型的稳定吸附位均为dia-Os1Os2位.两种形式在电子结构上有很大的差异,主要是由于铀与表面作用后成键强弱程度不同,使5f轨道宽化和略微红移存在差异.在铀酰离子吸附的基础上利用卤素离子改变铀酰离子配位环境可调整体系的带隙.     

铀酰离子在羟基化α-石英(101)表面的吸附

采用周期性密度泛函理论研究羟基化α-石英（101）面的铀酰离子吸附行为. 通过对铀酰离子的水合作用考虑水溶剂对结构的短程溶剂化效应,并通过类导体屏蔽模型（COSMO）考虑水溶剂对结构的远程溶剂化效应. 吸附能计算结果和电子结构数据均表明水合铀酰离子吸附构型比氢氧化铀酰吸附构型稳定,并且在液相中两种类型的稳定吸附位均为dia-O_s1O_s2位. 两种形式在电子结构上有很大的差异,主要是由于铀与表面作用后成键强弱程度不同,使5f 轨道宽化和略微红移存在差异. 在铀酰离子吸附的基础上利用卤素离子改变铀酰离子配位环境可调整体系的带隙.     

四氢叶酸模型化合物咪唑啉盐的基团转移反应

合成了2种四氢叶酸辅酶模型化合物咪唑啉盐7和8. 它们与双官能团亲核体作用, 分别完全转移了3个和5个碳单元; 化合物7与单官能团亲核体作用, 部分转移了3个碳单元; 以部分转移产物化合物17作为四氢叶酸甲醛态模型, 与胺类反应实现了带硝基的4个碳单元的完全转移; 并研究了模型化合物7的还原反应. 这些反应模拟并扩展了四氢叶酸辅酶在生物体内转移一碳单元的功能, 产生了几种新的合成方法和试剂, 可以应用于有机合成中.     

关于最弱受约束电子势模型理论中势函数物理意义的讨论

从屏蔽、贯穿和极化作用考虑,对最弱受约束电子势模型理论(简称WBEPM理论)的势函数进行了讨论.通过一系列推导、论证,得出WBEPM理论的有效势的物理意义为:势函数中的第一项表示最弱受约束电子在有效核电荷+Z＇e中心场中的势能;第二项代表最弱受约束电子对非最弱受约束电子和核组成的"实”的极化作用所引起的偶极子场中的势能.     

范德华络合物Rg-HCl、Rg-ClH(Rg=Ne,Ar)异构化的量子化学及热力学的分析

对标题异构化体系,在Gaussian 94程序的高水平MP4/6-311G**下,进行了全参数几何优化、能量、频率等计算,得到了它们电子结构的相对稳定性.同时用统计热力学计算了Rg-HCl、Rg-ClH(Rg=Ne,Ar)等异构体的热力学性质及它们的相互转化的平衡常数等.结果表明:不同构型的稳定性是随实验温度变化的,两种构型也可在某一温度下共存.这一结果不同于仅通过电子结构能所作出的某异构体较稳定的简单推断,而是提醒人们对一些弱键体系,要考虑温度与熵效应的重要性.     

(BCO)12与(CH)12稳定性的环张力分析

基于密度泛函理论的B3LYP方法, 对具有等瓣相似性的(BCO)12和(CH)12的10种异构体结构的稳定性进行了计算对比研究, 这10种异构体由三元、四元、五元和六元环组成. 环张力分析表明对羰基硼笼体系, 三元环起主要的稳定化作用, 而四元环是张力的主要来源, 对碳氢笼体系, 五元环起主要的稳定化作用. 电子差分密度表明羰基硼笼中的三元环与碳氢笼中的三元环有不同的电子结构, 导致了它们不同的张力表现. 核独立化学位移(NICS)分析表明, 尽管σ芳香性不是稳定性的决定因素, 但对笼的稳定性有一定的影响.     

2,3,7,8-四氯二苯并-对-二噁英(2,3,7,8-TCDD)及其同型物的晶体结构和电子结构研究

2,3,7,8-四氯二苯并对二噁英(2,3,7,8-TCDD)是一种毒性很强(对豚鼠口服半致死剂量LD_(50)=0.6～2μg/kg)、危害很广泛的环境污染剂.能引起以“氯座疮”(一种类似于青春期粉刺的皮肤病)为主要特征的一系列难以治愈的疾病,是一种能致死、致癌和致畸变的细胞毒.显然,研究其电子结构对弄清其毒理作用机制是很有帮助的. 为便于比较,我们合成了化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,测定了它们的晶体结构,并应用INDO法对它们的电子结构进行了计算,结合对它们的毒性测定结果,讨论了这类化合物的电子结构与生物活性之间可能存在的关系。     

共轭稠环中杂原子对电子输运行为的影响

以杂原子取代的共轭稠环分子[并四噻吩(Th4)、并四呋喃(Ox4)和并四吡咯(Py4)]为研究模型,利用密度泛函理论结合非平衡态格林函数方法,研究了杂原子取代和分子端基导电连接方式对电子输运行为的影响.结果表明,并四聚体中电子输运行为主要与电子传输路径和量子干涉效应有关.端基连接方式决定了分子中电子的主要传输路径.所考察的模型中存在2条电子传输通道:(1)单双键连接的共轭碳链;(2)由杂原子参与,同相邻碳原子构成的电子传输通道.杂原子的引入构筑了额外的电子传输通道,增强了分子的导电能力.由于并四聚体α-位连接的T-type体系中存在有效电子传递路径,杂原子仅起到修饰作用.而β-位连接的C-type体系中缺乏有效电子传输路径,但杂原子通过局域的量子干涉效应对电子传递效率产生显著影响.     

α和β-四(4-甲氧基苯氧基)酞菁锌的合成、表征和电化学性质

以3-硝基邻苯二腈和4-硝基邻苯二腈为原料经过两步反应合成了α和β-四甲氧基苯氧基酞菁锌,通过IR光谱、UV-Vis光谱、MS谱、1H NMR谱和元素分析表征了其结构,其结果与标题化合物的结构一致.这两种酞菁在有机溶剂中有良好的溶解性.通过循环伏安法研究其能带结构和电化学过程,结果表明,甲氧基苯氧基在α-位时(与苯氧基在β-位时相比)酞菁单体的HOMO能级升高,LUMO能级降低,带隙变窄,有利于酞菁分子的电子传输.它们在二氯甲烷中的电化学过程都是单电子准可逆过程,而且氧化还原过程均发生在酞菁环上.最后提出了两种酞菁的电化学反应机理.     

3-和4-苯基香豆素化合物的电子结构及光谱性质的理论研究

采用从头算、密度泛函和单激发组态相互作用理论方法研究3-和4-苯基香豆素化合物的电子结构和光谱性质,并用极化连续模型考虑了溶剂对光谱性质的影响.结果发现,在3-苯基香豆素的7-位引入给电子基团甲氧基或吸电子基团氰基均使它们的吸收光谱和荧光光谱产生红移,4-苯基香豆素的衍生物的吸收光谱和荧光光谱均产生蓝移.3-苯基香豆素衍生物与4-苯基香豆素的衍生物的基态和激发态的电子转移方向相反.计算的结果与实验结果吻合的很好.     

含席夫碱基团的光致变色螺吡喃化合物的光谱性能和与DNA作用研究

本文合成6种带有席夫碱基团的螺吡喃光致变色化合物,并利用电子吸收光谱、荧光光谱研究了它们的光谱性质以及与DNA的相互作用,考察了不同基团对其作用的影响,对同一化合物研究了在不同pH值、不同离子强度条件下的作用情况,初步探讨了它们与DNA的作用方式.     

以ALS为靶标的新型除草剂的分子设计、合成及生物活性研究——Ⅴ.磺酰脲、稠杂磺酰胺类除草剂与受体的初级作用模型

采用X射线衍射分析、量子药理学分析以及QSAR分析 ,从空间构象、电子结构和物化性能等 3个方面系统地研究了磺酰脲和稠杂磺酰胺类除草剂的结构与活性关系 ,发现这两类除草剂的结构与活性间的关系是非常一致的 .杂环及磺酰基是它们共同的药效基团 ,可能作用于受体的同一位点 .在此基础上 ,提出了这两类除草剂与ALS的初级作用模型     

D-π-A型四硫富瓦烯衍生物的合成及其性能研究

<正>作为很强的有机电子给体,四硫富瓦烯能够在低电位被可逆氧化,失去一个或两个电子生成相应的正一价阳离子自由基或正二价阳离子．近年来它在众多领域显示出日益重要的作用．本论文设计合成了一系列具有D-π-A和A-π-D-π-A结构的四硫富瓦烯 (TTF)衍生物,系统研究了它们在基态发生分子内电荷转移的可能,并利用外界刺激改     

非过渡元素原子d轨道的σ成键作用

非过渡元素原子d轨道是否参加σ成键,在理论上存在两种截然不同的看法.本文介绍了这两种观点及其对共价化合物σ成键作用的处理,即共振模型、三中心键模型、原子参加化合时影响d轨道状态的四个因素,并对d轨道是否参加σ成键进行了讨论.