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...     

类卡宾CH_2CILi和甲醛加成反应机理的从头算

以ＨＦ／６－３１Ｇ基组研究了类卡宾ＣＨ_２ＣＩＬｉ和甲醛在四氢呋喃溶液中的加成反应机理．ＣＨ_２ＣＩＬｉ和甲醛,首先生成一个初期络合物,并伴有明显放热．络合物经一个平面双环结构的过渡态到达产物,仅需要一个很小的活化能（１４.６ ｋＪ／ｍｏｌ）在这个羰基加成过程中,甲醛羰基碳的亲电进攻较类卡宾碳的亲核进攻表现得更加活跃．整个反应放热效应达 ２１６．５ ｋＪ／ｍｏｌ．     

双自由基间苯体系铁磁分子设计

采用量子化学从头算UHF方法对不同组成的双自由基及其异构体进行了系统比较,进而对系列双自由基体系的基态自旋耦合规律进行了研究,并讨论了具有空间位阻的顺反异构现象对双自由基自旋耦合的影响。对以双自由基为基础的有机铁磁体的合成具有指导意义。     

类卡宾CH2ClLi和甲醛加成反应机理的从头算

以HF/6-31G*基组研究了类卡宾CH2ClLi和甲醛在四氢呋喃溶液中的加成反应机理.CH2ClLi和甲醛,首先生成一个初期络合物,并伴有明显放热.络合物经一个平面双环结构的过渡态到达产物,仅需要一个很小的活化能(14.6 kJ/mol).在这个羰基加成过程中,甲醛羰基碳的亲电进攻较类卡宾碳的亲核进攻表现得更加活跃.整个反应放热效应达216.5 kJ/mol.     

设计高自旋基态体系的一种新方法—具有非正规自旋态结构的三核配合物

设计具有高自旋基态分子是最终获得常温分子性铁磁体的关键一步。本文介绍一种获得高自旋基态分子的巧妙策略，即反铁磁偶合方法。     

多核配合物高自旋基态分子的设计--一个理论和实践的总结

多核配合物高自旋基态分子的设计和合成是分子磁学的一项重要研究内容.作者结合本课题组的工作,总结了合成高自旋基态分子的几种重要模型,包括磁轨道正交、自旋极化、非正规自旋态及自旋失措模型.简要介绍了它们的基本原理和应用这些模型取得成功的一些实例,为分子磁工程的实现提供了一些可行的策略和方法.     

从头计算法研究取代锂卡宾正离子的分子轨道和稳定化能

用从头计算法计算了各种取代的锂卡宾正离子XCHLi⁺(X=OH,NH₂,CH₂CH,NC,C₆H₅)相对于锂卡宾正离子CH₂Li⁺的稳定化能,并讨论了稳定化能和它们分子轨道的关系。具有π给予功能的取代基,在其共平面分子构型中,由于和卡宾碳和锂原子空轨道形成二电子多中心共轭分子轨道,因而具有最大的稳定作用。相反,在相应的正交构型中,稳定作用则较小。同时具有π给予和σ接受效应的取代基,π给予起主导作用。仅有σ接受功能的取代基,则有去稳定作用。考察它们的LUMO特点,发现它们具有较高的亲电反应性能。     

邻、间、对-二甲氧基亚甲基苯及衍生物双自由基体系的自旋耦 合规律

采用量子化学abinitio法对具有甲氧基的碳、氧双自由基邻、间、对二甲氧基亚甲基苯及衍生物体系基态自旋耦合规律进行研究,得到非平面共轭体系中自由基之间磁性耦合的拓朴规则:共轭体系中,两个自由基之间以偶数个碳原子耦合,则有效交换积分J~i~j<0,体系具有低自旋基态;两个自由基之间以奇数个碳原子耦合,则J~i~j>0,体系具有高自旋基态。自由基性质对自旋耦合的影响较大,正离子自由基间磁性耦合能力较强,这些结论为有机磁性材料的分子设计与实验合成提供了理论依据。     

乙酰胆碱水解反应的从头算研究

本文对乙酰胆碱水解反应历程进行了从头算分子轨道研究。首先, 我们在RHF/6-31G级别上研究了乙酰胆碱的水解反应的势能面, 找到了反应过程中的两个过渡态和连接这两个过渡态的中间体。然后进行了RHF/6-31G**级别上的单点能量计算。优化结果表明在两个过渡态中都包含有四元环状结构, 而且, 两个过渡态的四元环中存在着不同的分子内氢键。计算结果还表明,乙酰胆碱最终分解成胆碱和乙酸盐部分时, 酯键的断裂发生在羰基碳和酯基氧之间。最后, 进一步考虑溶剂化效应, 我们还运用量子Onsager模型, 在RHF/6-31G**级别上对整个水解反应的反应物、产物、中间体和过渡态分别进行了从头算自洽反应场能量计算, 求出了包含溶剂化效应在内的反应的能垒及总反应热。     

量子化学从头计算法研究C~8~4的分子静电势

取价层双ζ基(7s4p)/[3s2p]从头计算法优化的分子几何构型, 在Hartree-Fock/6-31G水平, 分别计算了Fullerene C~8~4的D~2~d和D~2点群对称性的两种稳定异构体的分子静电势, 获得了过C~8~4对称中心的三个正交平面XY, XZ和YZ上的平面静电势图和径向静电势图, 并与其它Fullerene的静电势做了比较。     

量子化学从头计算法研究C~7~6的分子静电势

在MNDO-PM3方法优化的分子结构基础上, 用Hartree-Fock/6-31G从头计算法研究了D2点群手性C~7~6稳定结构的分子静电势, 获得了过C~7~6对称中心的三个正交平面XY, XZ和YZ上的平面静电势图和径向静电势图, 并与C~6~0和C~7~0做了对比分析。     

水分子垂直电离能的从头计算

分子的芯电子和价电子电离能可用XPS和UPS测得,并可作理论上的近似计算,其中ab initio Hartree-Fock SCF LCAO-MO法是目前广泛采用的一种方法.它所作的三个近似(非相对论近似、Born-Oppenheimer近似和单电子近似)很明确.除了几个基本物理常数外,不再引进任何参数.但是计算中选用的基函数对所得结果的精确度有较大影响.因此,常常需要以扩大的Slater型函数(STF)或Gaussian型函数(GTF)为基函数.由于所需计算的双电子积分的数目正比于基函数数目的四次方,这样就会使计算化费的计算机时间大大增     

AlCB原子簇的从头算研究

用ab initio能量解析梯度法, 有UHF(RHF)/6-31G^*水平上优化得到AlCB的11个电子态, 并从CISD能量、振动分析、原子平均结合能以及原子簇的碎片化和碎片化能等四方面研究了AlCB的稳定性。     

具有Oh对称性的C32和C32H32结构和稳定性研究

本文通过对具有Oh对称性的C32和C32H32分子应用STO-3G基组从头计算的几何构型优化和HF计算结果的分析, 讨论了它们的结构特性, 分析了它们分子轨道之间的关系, 讨论了C32和C32H32的结构稳定性, 指出C32H32可能是一种潜在的立体碳烷。     

吡啶甲酸分子平衡构型的ab initio理论研究

本文用能量梯度法TEXAS从头计算程序,选取4-21G(,N原子含极化d轨道)基组,对α-,β-吡啶甲酸分子的平衡几何构型进行了全优化计算,二套基组的理论优化表明,三个吡啶甲酸分子都具有平面的平衡构型,其计算键长经4-21G 基组的标准经验校正值校正后,所得的理论预测平衡几何构型与X射线单晶衍射实验结果有很好的一致性.对部分键长以及羧基与吡啶华平面的二面角中出现的差异进行了讨论.     

乙烯酮光解途径的从头算研究

本文分别考察了C~2~α方式以及C~3-面内弯曲和C~3 一面外弯曲方式下乙烯酮光解脱氢反应(CH~2CO→H~2+C~2O)的状态相关图. 对由此给出的对称性允许的光解脱氢途径进行了从头算研究.发现最具可能的途径是在C~3-面内弯曲方式中^1A″态势能面上进行的绝热光反应,其能垒高度为263.83KJ.mol^-^1.     

PH~3...H~2O体系分子间相互作用的从头计算MO研究

在MP2/6-311++G(3d,3p)水平,对PH~3...H~2O体系可能存在的氢键复合物进行了全自由度能量梯度优化,发现PH~3...H~2O体系存在三个能量极小结构A,B和C。其中结构A和B以H~2O作为质子授体,结构C以PH~3作为质子授体,结构A较结构B和C分别稳定6.52kJ/mol和8.18kJ/mol。结构A具有C~s对称性,其结构中P原子和O原子间距离为354.78nm,键角OHP为171.35ⅲ,属于接近于直线的传统型氢键结构。进一步在高级电子相关校正的MP4SDTQ下,用6-311++G(3df,3pd)基加上键函数{3s3p2d1f},通过BSSE校正,精确计算了结构A的结合能为-10.84kJ/mol。     

Ab initio方法研究CH~3+OClO反应的可能通道

利用abinitio方法研究了CH~3+OClO反应的三个可能通道,首次应用UMP2(full)/6-31G(d,p)方法得到各反应物、产物、中间物及过渡态的优化构型和谐振频率;然后采用G2MP2理论计算各通道反应焓变和势垒高度。理论计算表明产物通道CH~2O+HOCl是最可能发生的途径,反应放热为443.80kJ·mol^-^1。可能的反应过程为：CH~3和OClO自由基先经无垒过程生成了一个富能中间物,继而通过较低的势垒解离成HOCl+H~2CO。     

不对称方酸染料的电子结构与光导性的从头算研究

用量子化学从头算法,在RHF/6-31G(d,p)水平上优化了八种不对称方酸染料的分子构型,并对它们的分子内电荷转移程度与暗衰值,光敏值和最大吸收波长的定量关系进行研究,发现不对称方酸染料的分子内电荷转移性质,是影响不对称方酸染料光导性和最大吸收波长的重要因素。