CoH生成热力学函数的量子力学计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了CoH的微观性质、CoH(g)、CoD(g)和CoT(g)的能量(E)和熵(S),进而计算Co与H2、D2、T2反应的△H(-)、△G(-)、△S(-).CoH分子的基电子状态为三重态,Re、D(-)0、ωe分别为1.52nm、277.84 kJ/mol和1321 cm-1,与实验值基本一致.在固态分子的E和S的计算中,以气态分子计算得到的总能量中的振动能Ev代替固态能量,以总熵中的电子振动熵SEv代替固态熵.导出了Co与氢同位素气体反应的△H(-)、△G(-)、△S(-)及平衡氢压力与温度的关系.CoH的室温下平衡离解压力很低,表明CoH是一种稳定的氢化物,这与CoH分子的D(-)0很大的实验事实一致.     

三中心键与分子结构的若干问题

三中心键是最简单的多中心键,成键电子所联系的不只是相邻的两个原子,而可以是三个相邻的原子,因此,协同杂化轨道理论,三中心键分子轨道理论可能解释全部三原子分子的结构,其中包括有机共轭分子中存在有三原子之间的大π键的分子结构(如 [CH_2(?)CH(?)CH_2]~ ,CH_2(?)CH(?)Cl 等)。三中心键在“缺电子”的多原子分子结构中也有其地位。可以说,正是在阐明“缺电子”的硼烷分子结构的成功,三中心键受到了重视并获得深入的研     

金属钇表面吸附氢同位素的量子力学计算

用量子力学B3P86方法,对H、D、T采用基函数6-311G^**,对Y采用SDD^**,计算了H2、D2、T2及其钇化合物YHn,YDn,YTn(n=1,2,3)的热力学性质,导出H与Y反应的△rHm^θ、△rSm^θ、△rGm^θ和平衡压力与温度的函数关系。文献值La-LaH2的氢化反应热为-209．296kJ／mol,本文计算值Y-YH2在298-700K间为-137．875到-155．477kJ／mol。LaH2．7的分解温度(平衡压力为0．1MPa时的平衡温度)文献值为1124℃,本文计算YH2的分解温度为782．9K。     

金属钯表面吸附氢同位素的量子力学计算

Based on atomic and molecular reaction statics and group theory, the density functional method (B3P86) with basis sets SDD** for Pd and 6-311G** for H(D and T) have been used, and the ground states of H2(D2,T2) and PdH(PdD,PdT) are derived to be 1Σ+g(D∞v) and 2Σ+(C∞v), respectively, the dissociation energy of H2(D2,T2) and PdH(PdD,PdT) are 4.5918 and 2.6268 eV, respectively. The △Hf°,△Sf°and △Gf° from those reactions and the relationship of the equilibrium pressure with the temperature are obtained. It indicates that these results have good accordance with experimental data.     

金属Pt表面水蒸汽分子吸附的量子力学计算

基于电子与振动近似方法和密度泛函B3LYP理论, 氧和氢原子选择6-311G**基函数, Pt选择赝势基组LanL2DZ, 优化得到Pt-OH₂结构和微观性质, 稳态结构Pt-H₂O分子中, Pt与H₂O不在同一平面, Pt倾向于与O原子结合. 计算了100～898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面吸附反应的热力学函数值和平衡压力, 拟合得到ΔS⁰,ΔH⁰, ΔG⁰, ln p与温度的函数关系. 室温以上ΔG⁰＞0 kJ•mol^－1, 水蒸汽分子在Pt表面不能稳定吸附; 200 K以下, ΔG⁰＜0 kJ•mol^－1, 能够稳定吸附. 计算了不同温度下水蒸汽分子在Pt表面发生解离反应的ΔG⁰和平衡压力, 室温以上ΔG⁰＞0 kJ•mol^－1. 100～898.15 K温度下, 水蒸汽分子在Pt表面不容易发生解离, 实际反应过程中以完整分子形式参与反应.     

硼烷分子中化学键性质的研究 Ⅱ. B3H7中四中心键及B3H9中三个隔离的氢桥三中心键

用Dunning基进行从头计算的结果表明:在B_3H_7(1103)中氢桥三中心键与BBB三中心键间已用σ-共轭效应”融合”为一个四中心键,其特征为f_(B(1)-B(2))=0.1653,f_(B(2)-B(3))=0.1429,f_(B-H_b-B)=0.3416,f_(4center)=0.7193hartree/bohr.但在B_3H_9中三个氢桥三中心键间不相互作用,保持相互独立,其特性为f_(B-B)=0.0558,f_(B-H_b-B)=0.3922,f_(H_b3cen)=0.5115hartree/bohr.     

硼烷分子中化学键性质的研究 Ⅱ. B3H7中四中心键及B3H9中三个隔离的氢桥三中心键

用Dunning基进行从头计算的结果表明: 在B3H7(1103)中氢桥三中心键与BBB三中心键间已用σ-共轭效应"融合"为一个四中心键, 其特征为fB(1)-B(2)=0.1653, fB(2)-B(3)=0.1429, fB-Hb-B=0.3416, f4center=0.7193hartree/bohr。但在H3H9中三个氢桥三中心键间不相互作用, 保持相互独立, 其特性为fB-B=0.0558, fB-Hb-B=0.3922, fHb3cen.=0.5115hartree/bohr。     

硼烷分子中化学键性质的研究I.乙硼烷分子中的四中心键

采用Dunning基的从头计算量子化学方法阐明,在乙硼烷中两个氢桥三中心键已因σ-共轭效应而融合成一个四中心键.对此四中心键可用整体的总键强参数以及其组成部分B-B和B-Hb-B的总键强参数,比较全面地表示其强度方面的特征.进而指明其质子磁共振谱以及热化学的实验数据都支持这一理论论断.     

硼烷分子中化学键性质的研究I.乙硼烷分子中的四中心键

采用Dunning基的从头计算量子化学方法阐明,在乙硼烷中两个氢桥三中心键已因σ-共轭效应而融合成一个四中心键.对此四中心键可用整体的总键强参数以及其组成部分B-B和B-Hb-B的总键强参数,比较全面地表示其强度方面的特征.进而指明其质子磁共振谱以及热化学的实验数据都支持这一理论论断.     

硼烷分子中化学键性质的研究——Ⅰ.乙硼烷分子中的四中心键

采用Dunning基的从头计算量子化学方法阐明,在乙硼烷中两个氢桥三中心键已因σ-共轭效应而融合成一个四中心键。对此四中心键可用整体的总键强参数以及其组成部分B—B和B—H_b—B的总键强参数,比较全面地表示其强度方面的特征。进而指明,其质子磁共振谱以及热化学的实验数据都支持这一理论论断。     

量子力学和分子力学联用方法

Till now, theoretical research has focused on some chemical behaviors, structural properties of bio-macromolecules in solutions. When the molecular force field was used to treat solution systems, not considering the movement of electrons, in many force fields the chemical bonds between atoms must be confirmed to make sure that they can’t be destroyed or formed in modeling procedure. Using quantum chemical calculation based on B-O approximation to treat solution systems, because it can consume much more resources, this method can’t treat large systems, which restricts the application of quantum chemical calculations. Moreover the hybrid QM/MM method has been widely used in research of chemical reaction in condense phase and biologic macromolecules especially the mechanisms of enzyme catalysis reactions, which has developed rapidly and takes advantage of the accuracy of QM method and high efficiency of MM method. This article will describe a brief introduction of the principle and development history of QM/MM method and give some application introductions.     

保存分割量的技术在排斥积分计算中的应用

本文介绍了中小分子量子化学从头算方法中保存排斥积分分割量的技术,并实现程序设计,克服了内存的困难,提高计算速度25%左右。     

利用三中心氢键限制芳酰胺构象的核磁共振氢谱分析

设计并合成了9个可形成三中心氢键和6个可形成二中心氢键的N-芳基芳酰胺模型化合物, 基于它们在氯仿和二甲基亚砜(DMSO)中的一维核磁共振波谱, 系统地分析了羰基对βH和γH的去屏蔽效应. 将Δ(δ_βH)和Δ(δ_γH)的值结合在一起, 分析了三中心氢键对芳酰胺分子的构象限制效果, 发现N-(2-氟苯基)-2-氟苯甲酰胺、 N-(2-甲氧基苯基)-2-氟苯甲酰胺和N-(2-氟苯基)-2-甲氧基苯甲酰胺这3个N-芳基芳酰胺在酰胺基团的左右两侧都能展现出很好的构象控制效果, 因此认为这3种结构单元在构建折叠体方面具有更大的潜力. 此外, 本文还发现, 当NH与第二个氢键受体形成氢键时, 其和第一个氢键受体之间的氢键就被削弱了, 即在芳酰胺形成三中心氢键时, 2个氢键受体争相与NH形成氢键并取得了某种平衡.     

量子力学和分子力学组合方法

量子力学和分子力学(QM/MM)组合方法结合了量子力学的精确性和分子力学的高效性,在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性等方面发挥着重要作用。本文主要介绍了QM/MM组合方法的基本原理及国内外有关QM/MM组合方法的研究进展。     

基于分子内三中心氢键的超分子组装体系及其应用

分子内三中心氢键被视为是一种高效且可靠地控制分子构象的手段,可以诱导线性分子形成特定构象(折叠、螺旋、扩展及"之"字形等).根据氢键结合原子的种类,系统地综述了基于O…H…O型、S…H…X(X=N,O)型、N…H…X(X=N,O)型、F…H…X(X=F,O,N)型分子内三中心氢键的超分子组装体系的研究进展,重点介绍了大...     

双电子作用积分的数论网格法计算和分析(英文)

本文提出了一种在从头算起自洽场原子轨道线性组合方法中计算多重数值积分的数论网格法.以多电子原子为例,讨论了基集合函数的选择与简化、被积函数的标准化等,探讨了积分结点、积分下限的取值。最后对部分计算结果作了归纳和分析。     

量子力学和分子力学组合方法及其应用

QM/MM组合方法在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性之间的关系等方面已取得重要进展。这一方法的要点在于将大体系配分成几部分,根据需要对不同部分进行不同级别的处理,因此既利用了量子力学的精确性,又利用了分子力学的高效性。对QM/MM组合理论及其一些最新进展作一简单介绍,并以最近进行了几个工作为例说明QM、MM组合方法的应用。     

量子力学和分子力学组合方法及其应用

QM/MM组合方法在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性之间的关系等方面已取得重要进展。这一方法的要点在于将大体系配分成几部分,根据需要对不同部分进行不同级别的处理,因此既利用了量子力学的精确性,又利用了分子力学的高效性。对QM/MM组合理论及其一些最新进展作一简单介绍,并以最近进行了几个工作为例说明QM、MM组合方法的应用。     

路径积分方法计算聚合物溶液热力学性质

提出了把聚合物溶液的自由能分解为 3部分 ,平动部分、构象部分和热修正项部分 .其中后两部分具有相对于链段的可加性 ,在引入了“有效浓度”的概念后可以用路径积分方法计算 .当采用体积分数代替有效浓度时 ,就回到了李晓毅和赵得禄的溶液理论 .还利用本理论研究了不同分子量聚苯乙烯 环己烷体系的相分离曲线 ,同Flory Huggins(FH)理论相比 ,大大提高了同实验数据的符合程度     

从头计算中Fm(z)积分系列计算的最优方案——向上和向下结合的递推法

本文阐明了量子化学从头计算中的Gauss积分函数Fm(z)用递推公式计算时误差传递和变化的定量规律.提出了向上和向下递推相结合进行Fm(z)系列计算的最优方案,它保证绝对误差在递推过程中只减不增,对递推基项无附加的精度要求,可用于改进各种Fm(z)程序.本法与Schaad公式相结合,用于P、d、f和g型Gauss函数的计算,可分别节约加法运算40％以上和乘法、指数运算60%以上.