电离能增量与电子结构的关系

在计算元素的各级电离能增量基础上，绘制了部分元素的电离能增量曲线，它含有更丰富、更真实的原子结构信息，与近代原子结构理论一致，特别是对Ｈｕｎｄ规则的体现，具有直观、形象的特点。     

单重态氧及其近年来在有机合成中的应用

现在不仅有机化学家,而且生物化学家和生物学家对单重态氧化学都感到兴趣。因为单重态氧与有机物的反应能力很强,而且还与有机材料受光和氧的破坏作用、以及动植物的生命过程等~([1,2])有一定联系. 单重态分子氧氧原子在组成氧分子时,按分子轨道理论的解释,应该有一对电子填入能量相同的两个简并反键轨道π~*2p_v和π~*2p_z上。根据洪特规则,这两个电子尽可能分占不同轨道,且自旋平行。氧分子的这种电子状态,即是三重态。由于具有g对称性,所以是~3∑_g态。在激发态时,氧分子的两个π~*电子可同时占据一个π~*轨道,其自旋相反,这便是氧分子的第一激发单重态,它也具有g对称性,故电子态是~1△_g。如果两个电子分占不同的π~*轨道,且自旋相反,这是氧分子的第二激发单重态(~1∑_g)。激发态氧分子虽有各种单重态,但一般用的单重态氧为其最低激发态,即~1△_g状态(~1O_2)~([2,3])。     

硼烷结构的电子计数规则

基于分子轨道理论计算，已有各种讨论硼烷结构的电子计数方法。本文扼要介绍了Wade规则与两个新的电子计数规则，并简单介绍了新计数规则在研究复杂硼烷结构中的应用。     

推拉电子取代基对二茂铁衍生笺性质及电子结构的影响

根据前线轨道理论分析３种具有推拉电子取代基的二茂铁衍生物循环伏安曲线，电子上光谱衣光谱电子化学行为，为给出了分子轨道能级图。实验结果表明，ＰⅡ有两对可逆氧化还原峰，Ｅ＾ｏｘ１，Ｅ＾ｏｘ２分别为０．３３，０．５９Ｖ，第一氧化态ＰⅡ＾＋（Ｄ－Ｆｃ＾＋－Ｒ）在６１３ｎｍ有强的ＬＭＣＴ（ｌｉｇａｎｄ－ｔｏ－ｍｅｔａｌ－ｃｈｇａｒｇｅ－ｔｒａｎｓｆｅｒ）带，是一种良好的光学特性氧化还原开关。ＰⅡ在３５４ｎｍ     

常见的分子轨道图

用严格的计算机程序，绘出了常见的严格意义上的各类分子轨道图，包括σ、π、δ键等的轨道图。并从周期律出发，讨论了它们与物质性质间的有趣联系。     

计算化学在分子轨道教学中的应用

分子轨道理论是理解分子电子结构与微观性质的重要理论之一,也是本科生与研究生结构化学教学中的重点与难点。学生对原子轨道组合形成分子轨道、分子轨道能级交叉混合等知识的理解缺乏形象直观、定量的认识。本文通过基于量子化学或密度泛函理论的Gaussian 03计算软件,计算、绘制并分析了F_2、O_2、N_2、HF、CO等的分子轨道能级图,将学生较难理解的内容定量、直观地呈现出来,形象地解释了分子轨道成键原则与电子填充原则等分子轨道理论中的重难点,加深了学生对分子轨道理论的理解,特别是sp轨道混杂导致的σ_(2p_z)与π_(2p)轨道能级交叉这一难点,激发了学生学习的主动性和积极性,提高了教学质量。在此基础上,利用分子轨道理论分析了CO_2的电子结构,使学生学会应用分子轨道理论解决实际问题,巩固了相关课堂理论知识。     

Pd_2－CO簇的从头算研究

采用带相对论赝势的金属态原子基组，对Ｐｄ_２－ＣＯ簇进行了从头算研究。按金属态原则和键准备态原则，计算ＣＯ在金属把表面桥位吸附模型，并讨论吸附作用的化学键本质。认为将Ｐｄ_２的前线轨道中占据的（５ｓ＋５ｓ）轨道的电子激发到空的（５ｓ一５ｓ）轨道，是其吸附作用的键准备态，此态既减少了Ｐｄ_２（５ｓ＋５ｓ）轨道与ＣＯ的５σ之间的排斥，又有利于Ｐｄ_２（５ｓ一５ｓ）轨道与ＣＯ的２π的π反馈。     

Pd2—CO簇的从头算研究

采用带相地论赝势的金属态原子基组，对Ｐｄ２－ＣＯ簇进行了从头算研究，按金属态原则和键态原则，计算ＣＯＤ 金属钯表面桥位吸附模型，并讨论吸附作用的化学键本质，认为将Ｐｄ２的前线轨道中占据的（５ｓ＋５ｓ）轨道的电子激发到空的（５ｓ－５ｓ）轨道，是其吸附作用的键准备态，此态既减少了Ｐｄ２（５ｓ＋５ｓ）轨道与ＣＯ的５σ之间的排斥，又有利于Ｐｄ２（５ｓ－５ｓ）轨道与ＣＯ的２π的π反馈。     

分子中的电子能谱

在轨道近似理论中,从原子体系的电子组态求相应所包含的各种谱项~(2s+1)L一般是利用Russell-Saunder偶合方法。对于非等价电子,总轨道角动量L和多重度S都可以通过矢量偶合的三角形规则得到,然后再互相组合成所有可能的谱项。对于等价电子,由于有Pauli原理的限制,某些谱项要消失掉,因此往往先由相应组态列出所有可能的简并态(指不存在电子相互作用时),从具有最大总轨道角动量的态开始分别一一     

Hückel-Hubbard相关图

Huckel模型和Heisenberg-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,这样的处理具有代表性,可以推广到较大的共轭体系.     

态叠加原理及其在化学中的应用

从电子的双缝干涉实验引入态叠加原理，介绍历史上对态叠加原理的争议，并分析氢原子的实波函数解与复波函数解的关系、原子光谱项、轨道杂化、价键理论等几个在结构化学中遇到的态叠加问题。     

[SiMo_4~(V)Mo_8~(VI)O_(40)]~(8-)及其钒取代杂多阴离子的量子化学研究

采用SCC-DV－Xα方法对α－Keggin结构四电子还原态杂多蓝阴离子[SiMo4VMo8VIO40]8-及其四钒取代阴离子[SiMo4VMo8VIO40]8-进行了量子化学计算研究，获得了轨道能级、费米能级、各原子价电子布居，自由价，总态密度图和自洽原子轨道布居等信息．分析表明杂多阴离子中Oc和Od的成键能力较强，化学活性较大，这有力支持了实验结果．体系各原子上的电子是以离域形式存在，构成三金属簇的八面体结构都发生一定程度畸变，中心的硅氧四面体发生畸变程度很小，但整体仍保持α-Keggin结构．     

光异构化反应速率的量子理论

光异构化反应是在光场存在下，分子吸收光子引起的单分子化学反应，包括通常的异构化与环合、开环反应．一些作者用量子化学方法及分子轨道相关图和态相关图等方法对这类反应进行过研究［1］．本文用多声子光跃迁理论［2］研究光异构化反应，导出反应速率及其在低温条件下的解析表达式，对所得结果进行了讨论．1理论方法与结果在光异构化反应中，分子的电子状态与构型都发生变化，而且电子态的变化是与构型的改变紧密耦合的．分子的构型用分子的振动波函数来描写．由于电子与原子质量相差悬殊，可以采用绝热近似处理这一电子－振动相互作用…     

原子簇局部非定域分子轨道模型及其应用──（Ⅱ）CLD原子簇结构规则

在原子簇局部非定域分子轨道模型的基础上，导出一个既能包容以往许多结构规则，又能适用于各类高氧化态金属原子簇的结构新规则，并应用于簇合物结构和催化机理分析。     

原子簇局部非定域分子轨道模型及其应用：（II）CLD原子簇结构规则

在原子簇局部非定域分子轨道模型的基础上，导出一个既能包容以往许多结构规则，又能适用于各类高氧化态金属原子簇的结构新规则，并应用于簇合物结构和催机理分析。     

大基组在价键计算中的处理

编写了普适性的多键表自洽场程序，该程序能对单电子轨道展开系数和键表系数同时优化，其中单电子轨道的展开空间可任意定义，实际计算建议采用“杂化”轨道形式，即每个单电子轨道只对一个原子的基函数展开。对Ｈ２、Ｌｉ２及ＨＬｉ采用不同基组进行计算，结果表明用３个键表自洽计算所得能量与ＭＰ２结果相近，且我们的计算对键的共价性和离子性分析非常直观。     

分子间电子耦合的简便计算方法—孤立轨道法

在两态模型近似下,运用不同的计算方法评估了面心放置苯二聚体分子间电子转移耦合矩阵元.其中,基于孤立轨道依据二聚体自洽计算得到的单电子Hamiltonian(Fock矩阵)直接求解的电子转移积分的计算方法能方便地考虑孤立轨道的非正交性所带来的影响得到准确的有效电子转移积分的数值解.在该孤立轨道方法下,基函数和分子间距对电子耦合积分的影响也被系统研究.结果表明,相对基于过渡态理论寻找"两态能量差最小"计算的精确电子耦合值,基函数D95V计算结果表现出最好距离相关性.     

M_2M_2′Te_4型层状异金属簇合物的SCC—DV—Xα研究(M=Co、Ni;M′=Ta、Nb)

标题簇合物的电子结构采用电荷自洽离散变分Xα方法(SCC—DV—Xα)计算得到。在前线区轨道密集,具有半导体的特征;层状结构内存在离域性d-p(π+α)键,这是该类簇合物导电的依据;Ni—Ni或Co—Co之间不存在成键。描述了它们的态密度图,并说明了与合金的DOS图相似点。     

铁原子与氮分子间的相互作用——单侧双配位构型

用密度泛函理论的B3LYP/6-311+G(d)方法对单侧双配位FeN2体系(简记为S-FeN2)不同自旋多重度的稳定态、范德华力作用态和过渡态的多个电子态的几何结构、电子结构、能量和振动频率进行了计算比较研究. 结果表明, S-FeN2体系三种自旋态间, Fe—N 距离R1和N—N 距离R2值均比较接近; 能量最低的是15B2态, 相近态有15B1、13B1和13B2, 彼此能差约25 kJ·mol-1. 三重态电子结构复杂, 单重态能量普遍偏高; 基组态Fe原子与N2间存在强的σ-π电子对排斥而无有效轨道重叠和电子转移, 其它组态4s13d7、4s13d64p1和3d74p1, Fe 和N2间发生σ(sd)-π和π-π*轨道重叠作用, 有少量电子转移, 体系呈现一定的离子性特征, 活化N2键长基本不超过120 pm. Fe 原子的电子单或双重被激发到由N2反键轨道为主要成分的分子轨道上时, 能使N2活化到单键程度甚至解离.     

关于氮分子的结构问题

读者来信问,氮分子的电子结构为什么是按图3所示的分子的轨道的能级图排布的?现简要答覆如下。根据分子轨道理论,二相同原子形成的同核双原子分子的分子轨道,在忽略对称性相同的分子轨道间的相互作用的情况下,能级顺序如图1那样。