C36H2异构体的稳定性及其加成位置选择性的研究

使用AM1和PM3两种半经验方法,对所有的C₃₆H₂异构体实行非对称性限制的全优化,并结合频率分析及HF/6-31G单点能计算,确定了各异构体的基态结构及其相对稳定性.在此基础上,通过分析加成位置与异构体稳定性之间的关系,得出三条加成位置选择性的规律.最后,利用π-轨道轴矢量(POAV)方法计算了反应前后碳笼中张力的变化.张力与键级分析的结果表明加成位置选择性的规律不是由碳笼释放的张力决定的,而是由C₃₆H₂体系的总共轭性质决定的.     

C70S可能异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用半经验的AMl，PM3及MNDO方法研究了富勒烯衍生物C70S的12种可能异构体的结构和稳定性．计算结果表明：S原子加成在4种6-6键上的稳定构型中，非赤道带6-6键加成的三个异构体为闭环结构，赤道带6-6键加成的一个异构体为开环结构；S原子加成在4种6-5键上均可产生开环和闭环两种稳定构型．加成在6-5双键的异构体其闭环构型更稳定，加成在6-5单键的异构体其开环构型更稳定．闭环异构体中S原子加成在碳球极处6-6键上的构型1，2最稳定，开环异构体中S原子加成在赤道带6-6键上的构型8最稳定．     

C_(59)F_(2n)HN(n=1,2)异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用MNDO和AM1两种半经验方法,对C59F2nHN (n = 1, 2) 的异构体进行几何构型全优化,结合频率分析及HF/6-31G单点能计算,确定了各异构体的基态结构及其相对稳定性。计算结果表明,C59HN的F加成物的立体选择性规律与C60的不同,最稳定异构体不是1-2加成物。C59F2HN的最稳定异构体是1-4加成的6, 18-或12, 15-异构体; C59F4HN的最稳定异构体是1-4,1-4加成的6, 18; 12, 15-异构体,其能量远小于其它各异构体的能量。N原子取代碳笼骨架C原子后,改变了碳笼F加成物的立体选择性规律。     

C40异构体的结构和稳定性的理论研究

利用Gaussian98程序,采用密度泛函(DFT)方法中的B3LYP,选用6-31G基组对富勒烯(Fullerene)C40的6种异构体[D5d,Td,D2h,C3v,D2(Ⅰ),D2(Ⅱ)]进行了几何构型优化,其中,对于Td对称性的C40由于易发生Jahn-Teller畸变,则降低其对称性为D2d,再进行优化.对它们的平衡几何和电子结构进行了比较具体的分析,同时,根据计算得到的总能量推断出这6种异构体的稳定性顺序是D2(Ⅰ)>D5d>Td>C3v>D2h>D2(Ⅱ).     

C70NH的结构和光谱的理论研究

摘要本文用INDO系列方法对C70NH的8种异构体构型进行计算，结果表明最稳定的构型是N原子加在C3-C3键和C4-C4键上形成具有CS对称性且不开环的三元环结构。研究了这两种最稳定构型的电荷分布，指出了C70NH的8种构型的^13CNMR谱。进行了UV-Vis光谱计算，结果表明C70NH主峰与C70一致，并在500nm以上产生特征吸收峰；C70NH与C70。相比将发生UV谱带红移的现象，同时讨论了谱带红移的原因。     

异构体C36O的结构及其相对稳定性的理论研究

用abinitio方法和HF/STO-3G基组对Fullerenes的环氧衍生物C₃₆O所有可能的异构体进行非对称性限制下的结构优化,结合HF/6-31G水平上的单点能计算,确定其相对稳定性,得到等能量异构体的结构.张力分析的结果表明,C-O-C形成的三元环氧桥显著地削弱作用点附近C原子上所释放的张力,决定环氧位置选择性的关键因素不是碳笼上C原子的张力.对等能量异构体的红外光谱进行了理论预测.     

三重态SiCP2异构体的结构和稳定性的理论研究

采用DFT,QCISD和CCSD(T)等理论计算方法对三重态SiCP2异构体的结构和稳定性进行了理论研究.在B3LYP/6-311G(d)水平下,共计算得到由17个过渡态相连接的15个异构体.在CCSD(T)/6-311 +G(2df)//QCISD/6-311G(d)水平下,考虑重点振动能相对能量最低的三元环状异构体P-cCSiP 8(0.0 kJ/mol)及四元环状结构的cPCSiP 4具有相当大的动力学稳定性,在一定的实验室和星际条件下可能被检测到.另外,对它们的成键性质也进行了分析.     

nido-C2B9H112-碳硼烷异构体结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函方法对11顶点巢式碳硼烷C2B9H112-异构体进行了几何结构优化,分析了稳定性、电荷分布及分子轨道.结果表明,9个异构体都有对应的稳定构型,保持了巢式骨架结构.C取代开口五元环上B的异构体更稳定,且随取代数目增加和C原子间距增加而增加,C—C键和C—B键作用增强.C取代内层B使异构体稳定性降低,C—C键和C—B键长随之增长.负电荷主要集中在C原子上,开口五元环上的C原子上负电荷要比内层C原子更多,成为亲核取代反应中心.异构体分子前线轨道具有和η5-C5H5-相似的π键性质,ΔELUMO-HOMO反映的化学稳定性与结构能量稳定性趋势一致.     

C70O2可能异构体的结构和电子光谱的理论研究

用AM1、PM3及INDO系列方法研究了C₇₀O₂可能异构体的结构和稳定性.在C₇₀O稳定构型的基础上,考察了C₇₀O₂的45种异构体.结果表明,两个O原子加在碳球极端处同一个六元环内不等价的6/6键上形成环氧结构的构型最稳定.在优化构型的基础上,进行电子光谱计算,并与C₇₀和C₇₀O进行了比较.     

HCO+和HOC+与C2H2气相质子转移反应的理论研究

在 HF,B3LYP和 QCISD(T)水平上研究了 HCO+和 HOC+与 C2 H2 的气相质子转移反应 .结果表明 :高级电子相关效应对研究质子转移过程极为重要 ;HCO+和 HOC+通过质子垂直进攻 C2 H2 的 π-键分别生成中间体 OC· HC2 H+2 和 CO· HC2 H+2 ,最终生成主要产物为π-质子化的乙炔 HC(H) CH+;对于质子转移反应 HOC+比 HCO+更为活泼 .计算结果与实验结果符合得较好 ,这将有助于理解星际化学以及燃烧化学中的质子转移过程     

C59H3N异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用MNDO,AM1和PM3三种半经验方法对C59HN所有1-2,1-4和1-6氢加成物C59H3N的异构体进行几何构型全优化,结合频率分析及HF/6-31G单点能计算,确定了各异构体的基态结构及其相对稳定性,计算结果表明,C59HN氢加成物的立体选择性规律与C60和C60H2的不同,最稳定异构体不是1-2加成物,而是1-4加成的6,18-或12,15-异构体,次稳定异构体为1-2加成物,三种半经验方法计算得到的两者能量差为13～15kJ/mol,N原子取代碳笼骨架C原子后,改变了碳笼氢加成物的立体选择性规律.     

Theoretical Studies on Structures and Stabilities of C4H2+ Isomers

The structures, energies, stabilities and spectroscopies of doublet C₄H₂⁺ cations were explored at the DFT/B3LYP/6-311G(d,p), CCSD(T)/6-311+G(2df,2pd)(single-point), and G3B3 levels. Ten minimum isomers including the chainlike, three-member-ring, and four-member-ring structures are interconverted by means of 15 interconversion transition states. The potential energy surface was investigated. At the CCSD(T)/6-311+G(2df,2pd) and G3B3 levels, the global minimum isomer was found to be a linear HCCCCH. The structures of the stable isomer and its relevant transition state are further optimized at the QCISD/6-311G(d,p) level. The bonding nature and structure of isomer HCCCCH were analyzed.     

Theoretical Studies on Stabilities of C26BN Isomers

The possible stable stractures of substituted fullerene C26BN formed on the initial C28 cage with Td symmetry have been systematically studied on UHF/3-21g level with constrained syrnmetry(Cs or C1, the charge and multiplicity of all the isomers are zero and five, respectively.The geometry optimization and the vibrational frequencies analysis were performed on the same level with constrained symmetry(Cs or C1. The results show that the most stable isomer of C26BN is formed by boron and nitrogen atoms doping at 5,2-sites.     

Aromatic Character of All Possible C_(36)H_2 Isomers

1 INTRODUCTION Hydrogenated fullerenes have become one of the most intense studies of fullerene chemistry. Most researches are mainly focused on C60 and C70 cages, and C36 has received much attention in recent years. In 1998, Piscoti et al.[1] reported a solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) measurement on a C36 solid and suggested that the C36 molecule has D6h symmetry. In 2000, Koshio etc.[2, 3] reported the syntheses of a number of compounds of C36, i.e., C36H4, C36H6, C3…     

Aromaticity of All Possible C26N2 Isomers

The aromaticity of all possible heterofullerenes C₂₆N₂ and C₂₈ based on T_d symmetry has been studied by means of the topological resonance energy and percentage topological resonance energy methods. The relationship between the aromaticity of the C₂₆N₂ isomers and the sites where nitrogen atoms dope at the C₂₈ cage has been discussed. The calculation results show that the most stable isomer of C₂₆N₂ derivatives is formed by nitrogen atoms doping at the two tetrahedral vertices. C₂₆N₂ isomers are more stable than C₂₈, but the C₂₆N₂^2? isomers are less stable than C₂₈ ^4?4. The effect of nitrogen substitution on C₂₈ stability was investigated by the topological charge stabilization rule.     

一些富勒烯C60双加成物稳定性的理论研究

Ｃ6 0 具有 30个等同的可参与化学反应的活泼双键 ,制备并表征富勒烯多加成产物是富勒烯化学中最前沿的课题之一 .Ｈｉｒｓｃｈ等[15 ]通过研究Ｃ6 0 亚甲基加成反应 ,提出了双加成物立体选择性的一般规律 .我们在Ｃ6 0 氧加成方面做了类似的研究工作[6 8].本文选取几类富勒烯环双加成衍生物即富勒烯氧化产物Ｃ6 0 Ｏ2 [6 ]( 1 )、富勒烯含氮衍生物Ｃ6 0 (ＮＨ) 2 [5 ]( 2 )、富勒烯含吡咯环衍生物Ｃ6 0 (ＣＨ2 ＮＨＣＨ2 ) 2 [9]( 3)和富勒醇前体Ｃ6 0 (ＳＯ4) 2 [10 ]( 4)作为模型分子进行理论研究 ,以探寻富勒烯多加成反应的一般性规律 .…