低密度溶液中溶剂的重组织性质

分析了溶液的微观结构,结果表明,单个溶质粒子影响其周围的溶剂的结构,溶质粒子间的相互作用也将影响溶剂的结构,溶质对溶剂结构的影响称作溶剂的重组织.提出了二阶重组织能及二阶重组织熵等概念,可以描述在两个溶质粒子发生碰撞时对其周围溶剂结构的影响.利用二元系的集团展开理论,给出了溶剂的一阶、二阶重组织能和重组织熵的表达式.统计热力学分析给出了溶剂-溶剂径向分布函数与溶质和溶剂化学势之间的关系,给出了无限稀溶液模型是否成立的宏观判据.提出的理论可用于低密度的二元溶液.     

中性团簇(CeO2)m(m=1~3)活化甲烷C—H的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论(DFT)计算了CH₄在电中性(CeO₂)_m(m=1~3)团簇上的活化情况, 并对其机理进行了探讨. 计算结果表明, 甲烷C—H键在团簇上的活化为亲核加成模式, 电子由团簇流向甲烷C—H反键轨道, 使甲烷C—H键削弱而得以活化, 反应的过渡态为四中心结构. 团簇的桥氧位活化甲烷C—H键的活性大于端氧位, 而三重桥氧位的活性高于二重桥氧位. 团簇中作用位点Ce和O原子的电荷布居与其活化甲烷C—H的能力密切相关. 溶剂的存在不仅降低了甲烷C—H活化自由能垒, 而且使与甲烷作用的团簇各位点的活性差异缩小.     

5-氯-2-硝基苯胺合成5-氯-苯并氧化呋咱反应的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G(d,p)计算方法研究了次氯酸钠氧化环化5-氯-2-硝基苯胺合成5-氯-苯并氧化呋咱的反应, 采用连续介质模型(PCM)评估了溶剂效应. 提出两种可能的分步反应通道: (1)氧化、移氢、脱水和环化, (2)移氢、亚氨基氢扭转、氧化、脱水和环化|前者为优势通道. 非极性的CCl₄溶剂有较低的活化能垒, 比极性的乙醇溶剂更有利于5-氯-2-硝基苯胺的合成. 标题反应的机理类似于次氯酸钠氧化邻硝基苯胺合成苯并氧化呋咱, 但其速控步的活化能垒更低, 反应更易进行.     

电解质溶液自扩散系数的布朗动力学模拟

采用布朗动力学方法对电解质溶液进行了模拟,在传统布朗动力学的基础上综合考虑了流体力学的影响,并且引入SmartMonteCarlo方法的接受概率,避免了离子不现实的移动和位型重叠,这样不仅可以将模拟过程中的时间步长大幅度提高,而且还可使溶质在相空间的演化过程更接近实际.模拟过程以电解质溶液的原始模型为基础,将溶剂看作连续介质,溶质分子之间的相互作用采用软核加静电的势能函数模型,长程静电力采用Ewald加和的处理方法.模拟得到KCl和NaCl溶液的径向分布函数g+-(r),g++(r)和g--(r),并与文献中HNC计算以及模拟的结果进行比较,使用推广的Green-Kubo公式模拟计算溶液中各种离子的自扩散性质,计算结果与实验数据吻合良好.     

平行板间超支化聚合物流体的密度分布和溶剂化力

在密度泛函理论(DFT)框架下,应用改进的基本度量理论(MFMT)和统计力学理论结合加权密度近似(WDA)分别表示硬球作用和聚合作用对自由能泛函的贡献,建立了描述ABg型超支化聚合物流体的化学势,得到了聚合物流体在平行板间的密度分布表达式,计算了聚合物流体在两平行板间的密度分布,并探讨了体积分数、反应程度和单体中B类官能团数对体系密度分布的影响.此外,通过体系密度分布,进一步分析了反应程度、板间宽度与溶剂化力的关系.     

4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的氢键效应

在从头计算的水平上, 利用杂化密度泛函理论研究了溶剂对4-硝基-1,3-丁二烯基胺分子的几何结构、分子内的电荷分布和电荷转移态的能量漂移的影响. 在四种极性溶剂中, 我们构造了包括氢键作用的超分子结构. 分别研究了由极化连续模型模拟的溶剂和溶质分子的长程相互作用, 溶剂和溶质分子的氢键作用, 以及溶剂和溶质分子的整体作用对分子结构和性质的影响. 研究结果表明氢键作用引起了溶质分子结构和性质的较大变化, 从而将明显地影响该类分子的非线性光学性质. 因此, 在模拟溶剂效应时需要考虑氢键作用.     

氢卟啉和镁卟啉分子溶剂效应的理论研究

采用溶剂场极化连续模型在密度泛函B3LYP/6-31G (D)水平上研究了氢卟啉和镁卟啉分子在四氢呋喃(THF)、二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷(CH2Cl2)、氯仿(CHCl3)这四种不同极性的溶剂环境中的几何结构和分子轨道能级, 从而研究了溶剂效应引起的分子几何构型和轨道能级的变化. 然后采用上述溶剂环境下优化的几何结构在含时密度泛函水平上计算了它们的激发能、吸收波长、跃迁组成和振荡强度. 理论计算结果表明, 对比真空条件下的氢卟啉和镁卟啉分子的几何结构, 溶剂场中两种卟啉分子的几何结构都发生了微弱的变化, 这种变化随溶剂介电常数的增大而有所增强. 计算结果表明溶剂环境中氢卟啉和镁卟啉分子的电子吸收光谱发生了普遍的红移, 结合分子轨道理论对这种变化给出了可能的解释. 在此基础上, 对这种包含溶剂效应的理论分析方法用于检验卟啉类化合物作为染料敏化太阳能电池光敏剂的可行性作了进一步的探讨.     

用密度泛函理论研究Lennard-Jones 流体在狭缝中的相平衡

用改进的基础度量理论(modified fundamental measure theory, MFMT)和密度Taylor展开分别表达过剩自由能中的短程作用和色散作用. 流体分子与狭缝壁之间的相互作用以10-4-3势能函数表达. 由巨势最小原理确定Lennard-Jones (LJ)流体在狭缝中的密度分布和过剩吸附量, 所得结果与分子模拟数据吻合良好. 根据平衡时两相温度, 化学势及巨势相等, 计算了LJ流体在狭缝中的相平衡.     

用密度泛函理论研究Lennard-Jones 流体在狭缝中的相平衡

用改进的基础度量理论(modified fundamental measure theory, MFMT)和密度Taylor展开分别表达过剩自由能中的短程作用和色散作用. 流体分子与狭缝壁之间的相互作用以10-4-3势能函数表达. 由巨势最小原理确定Lennard-Jones (LJ)流体在狭缝中的密度分布和过剩吸附量, 所得结果与分子模拟数据吻合良好. 根据平衡时两相温度, 化学势及巨势相等, 计算了LJ流体在狭缝中的相平衡.     

有机π共轭配体溶剂化效应与分子间相互作用的理论研究

采用可极化的连续介质模型(PCM), 运用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-31+G^**水平下研究了溶剂极性对有机π共轭配体N,N'-Bis-(3-pyridyl)ethylene-bis-urea(BPEBU)中syn-anti构象的分子几何和电子结构的影响, 并借助分子动力学模拟的方法, 采用明确溶剂模型研究了溶质-溶剂分子间的相互作用. 密度泛函理论计算结果表明, 随着溶剂极性的增强, BPEBU中尿素基上的CO键和N-H键以及吡啶环上的C-N键被明显极化, 使羰基氧原子和吡啶氮原子的电负性明显增强, 尿素基的N-H键上氢原子的正电荷也显著增加. 分子动力学模拟统计的结果表明, 在极性较强的乙醇溶液中, 有明确的O…H-O, N…H-O和N-H…O等3种氢键作用存在, 而在丙酮溶液中, 只有N…H-O一种氢键作用存在, 而且与乙醇溶液中的N…H-O作用相比要弱些. 另外, 采用密度泛函理论方法结合连续/明确的混合溶剂模型, 优化得到了溶质-溶剂三聚体的超分子簇结构, 与分子动力学模拟的第一溶剂层中的超分子结构相比, 两者定性一致.     

Exopolymers in bacterial adhesion: interpretation in terms of DLVO and XDLVO theories

Exopolymers have an important role in bacterial adhesion and are associated with irreversible adhesion. Moreover, they can coat surfaces enhancing or avoiding bacterial colonisation. To study the role of exopolymers in the adhesion of bacteria to glass, three mutants of Sphingomonas paucimobilis (which are high (TR), medium (CV) and low (F72) exopolymer producers), were used. The adhesion tests were performed in phosphate saline buffers and in solutions of the exopolymer produced by each mutant. The DLVO theory was able to explain the results in phosphate saline buffers, although this theory could not explain the results obtained in the presence of the exopolymer. The XDLVO theory enabled the interpretation of the results in the presence of the exopolymer, where hydrophobic interactions played an important role. However, polymeric interactions that are not taken into account in these two theories are also expected to be determinant in the adhesion process.     

ChemInform Abstract: Coordination of Rhodium(III) in Dilute Aqueous Solutions in Presence of Chloride Anion.

As shown by X-ray measurements the octahedral complexes Rh(H₂O)₆³⁺+ and Rh(H₂O)₃Cl₃ are the solution species in dilute aqueous solutions of Rh(III) at the Cl^-/Rh(III) ratios 4.86 and 10.7, respectively.     

理论化学在中国的发展

本文回顾1949年以来,我国理论化学的发展历史.全文始于“荒漠渐成绿洲”的总体概括,进入主体全面的论述.按1978年划分为前、后两期.前期为学科的成长成熟期,以创业人及少数从业者的科教活动为中心,后期为学科的繁荣期,以本学科现阶段中青年精英创造佳绩、进入学科主流领域为中心.按时间进程将前后期最有代表性的10个方面研究成...     

Quotients of group algebrae in the calculation of intermediate ligand field matrix elements

The structure of the classes of symmetry elements excluded during the subduction of the representations of SU(2) onto the finite group 0* is shown to quantitatively define the relationship of the coupling algebrae of these two groups. This relationship is formalized as a quotient algebra. This quotient algebra is realized as 3-like symbols which exist whether or not the quotient can be defined as a group. These symbols distribute the value of a reduced matrix element of SU(2) onto the subduced reduced matrix elements of O* and are termed Partition Coefficients. Since the structure of the excluded symmetry classes is independent of the quantization of O*, these Partition Coefficients can be used to define the values of the matrix elements of O* without reference to the form of its basis set. Thus, the choice of physical interpretation of the ligand field is unimportant. The strong field, weak field, Russell-Saunders and j-j coupling models are all unified in terms of the Partition Coefficients and the 3 symbols which are appropriate to the quantization.     

ChemInform Abstract: On the Role of d Orbitals in SF6.

The role of d orbitals in the bonding of SP₆ has been studied through natural population and natural hybrid orbital analysis of ab initio SCF wave functions.     

Structure and Bonding in Cyclic Sulfur-Nitrogen Compounds—Molecular Orbital Considerations

The molecular structures of monocyclic sulfur-nitrogen ring systems, such as S₂N₂, S₃N, S₄N and S₅N, can be considered as examples of electron rich (4n + 2)π systems. The structures of S₄N₄, S₄N, P₄S₄, As₄S₄ and the bicyclic structures S₄N, S₄N as well as S₅N₆ can be rationalized on the basis of a planar tetrasulfur tetranitride with 12π electrons.