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。     

有机锂化合物中化学键的性质——-反式1,2-二锂代乙烷、1,2-二锂代乙烯和1,2-二锂代乙炔分子中化学键的abinitio研究

用从头计算法计算了电荷密度图和各价分子轨道的键强参数.结果表明,三个标题化合物的稳定构型都存在双桥式四中心键.追其原因是:这种构型有利于Li的2p轨道的吸电子效应,这种效应可使C—Li键增强.此外,也发现这三个化合物中C—C键的强度大于C=C键,而后者又比C≡C键为强.本文亦讨论了这种“反常”的原因.     

有机锂化合物中化学键的性质——-反式1,2-二锂代乙烷、1,2-二锂代乙烯和1,2-二锂代乙炔分子中化学键的abinitio研究

用从头计算法计算了电荷密度图和各从是分子轨道的键强参数.结果表明,三个标题化合物的稳定构型都存在双桥式四中心键.追其原因是:这种构型有利于Li的2p轨道的吸电子效应,这种效应可使C-Li键增强.此外,也发现这三个化合物中C-C键的强度大于C=C键,而后者又比C=C键为强,本文亦讨论了这种"反常"的原因.     

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。     

原子簇化合物的结构规则与化学键性质

本文从形成双中心键,三中心键和四中心键时,成键与相应的反键之间数目关系的三个基本假定出发,推导出封闭型、巢型和网型硼烷的Wade规则及其分子中双中心键、三中心键和四中心键的具体数目。进而将Wade规则推广,使之适用于包括具有戴帽结构的杂硼烷和推广到用B原子稠合成的稠合型硼烷。最后用于讨论过渡金属羰基化合物和具有密堆积型过渡金属羰基化合物的结构规则。     

宝塔烷电子结构与张力的ab initio研究

利用MNDO程序优化出宝塔烷、宝塔烷双正离子及宝塔二烯的构型参数。从头算的电荷分布及分子轨道均表明: 宝塔烷与其价键异构体宝塔二烯性质相近。双正离子的中间四个碳原子则形成了一种与环丁烷双正离子类似的四中心双电子大π键。张力研究表明, 宝塔烷的键张力要比不能稳定存在的小螺桨烷小得多, 说明了宝塔烷骨架的刚性及稳定性。     

HF对乙烯加成反应的ab initio分子轨道理论研究

用ab initio分子轨道理论研究和确定HF对乙烯分子型加成反应的可能途径.考虑了二种可能的反应机制.其一为经过一个四中心过渡态,顺式加成途径.另一为经过一个垂直过渡态(HF 分子轴垂直于 C=C 双键并在其中点上方).得到了二维反应位能面并计算了活化能.计算结果表明,第一种机制(经过四中心过渡态)是可能的反应途径,计算的     

He-LiH体系分子间相互作用能的理论研究

用全电子四级MPPT方法研究了He-LiH在冻结LiH键长情况下的势能面.势能面上存在两个极小值,第1极小值对应于R_m=0.227nm,V_m=-172.75cm~1的线型结构(He-LiH),第2极小值对应于R_m=0.535nmn,V_m=-8.47cm~1的线型结构(He-HLi),势能面表现出强的各向异性.势能的主要部分是诱导能,其原因是LiH分子有较大的电偶极矩和电四极矩.利用这些离散点拟合了一个包含31个参数的解析势能函数,还考察了LiH键长变化对势能的影响.     

氟氯甲醇及其异构体的气相离解反应研究

在G3(MP2)水平上,通过对CH2ClFO的势能面(PES)上关键驻点的能量计算,共找到3种中间体,14个过渡态,20种产物通道,并对氟氯甲醇(CHClFOH)及其异构体(CH2FOCl和CH2ClOF)的气相解离机理进行了讨论。结果表明：四中心的1,2-HX(X=Cl,F)消去反应是氟氯甲醇的主要通道,但对于其同分异构体,OCl和OF键断裂又是强竞争过程。     

有机磷酸酯农药分子的电子结构和生物活性

本文用CNDO/2法计算了有机磷酸脂农药系列分子的电子结构。引入新参数CB值, 即磷原子的净电荷与最弱的酯键X=P-Y的总键级之比, 表征有机磷酸酯分子生物活性电子效应, 讨论了有机磷酸酯分子生物活性与电子结构的关系。     

基于分子间卤键的超分子平面大环自组装

本工作报道了含卤键供体和受体片段的三种芳酰胺分子(化合物1~3)的设计和合成, 并对固相中卤键的不同作用模式进行了探索和分析. 化合物1的晶体数据显示, 由于没有分子内氢键, 组成分子的三个芳环相互扭转一定角度, 并且在分子间交替排列的N···I和O···I卤键的控制下, 组装成了一条线型的超分子组装体. 由于酰胺羰基和两个紧邻的氟原子之间的排斥作用, 化合物2未能形成分子内三中心氢键. 在此基础上, 将三氟碘代苯作为卤键供体片段引入到化合物3中, 并且在折叠体骨架中嵌入了嘧啶单元. 化合物3的晶体数据显示, 基于多组有效的分子内三中心氢键和分子间较强的卤键作用, 双分子间形成了[1+1]的超分子大环. 另外, 由于嘧啶环的引入, 使得该超分子大环接近共平面.     

UF6分子的模型伸缩振动能级的计算

利用一个四参数非线性模型,对处于电子基态下的XY6型分子的X-Y键的伸缩振动进行了描述,并将其应用于计算UF6分子中U-F键的伸缩振动能级.计算中引入的模型Hamilton算符所包含的描述U-F键非谐振动的参数λ和描述U-F键之间的偶极-偶极相互作用参数ε1, ε2由实验值得出,波函数|ψn〉按形式为|n,α〉=|n1〉|n2〉|n3〉|n4〉|n5〉|n6〉的基函数集展开,从而把复杂的Hamilton方程转化为简单的矩阵代数方程.结果显示,该非线性模型能够较好地描述UF6分子的振动( 计算误差在1.0 cm-1之内 ),同时合理地预测了一些至今还未观测到的能级值.     

呋喃与双卤分子间卤键的电子密度拓扑研究

用DFT和MP2(full)方法研究了呋喃-XY (XY＝ClF, BrF, BrCl)体系分子间的相互作用, 讨论了两种卤键类型 Y—X…O和Y—X…π的作用. 研究表明: Y—X…π的相互作用比Y—X…O的作用强, 计算得到的分子间相互作用能按照呋喃-BrF＞呋喃-ClF＞呋喃-BrCl的顺序依次降低. 形成卤键后, 两种类型卤键复合物中的电子受体X—Y键伸长, 其振动频率发生红移. 利用电子密度拓扑方法对卤键的电子密度拓扑性质进行了分析.     

氟化氢与乙烯加成反应的ab Initio分子轨道研究

用ab initio分子轨道理论研究和确定氟化氢对乙烯分子型加成反应的可能途径.考虑了两种可能的反应机制.一为经过一个四中心过渡态的顺式加成;另一为经过一垂直过渡态(氟化氢分子轴垂直于C=C双键并在其中点的上方).计算结果表明(STO-3G和4-31G),前者是可能的反应途径.计算的活化能是58.68kcal/mol(245.52kJ/mol),文献报道值是54±3kcal/mol(225.94±12.56kJ/mol).分析和讨论了反应过程中Mulliken集居数的变化.比较了过渡态附近该“给一受络合物”中电子得失情况的变化,并用前线轨道理论作了解释.根据反应过程中氟化氢的“非键对”参与情况,说明该顺式四中心加成途径不在Woodward-Hoffmann规则禁阻之列.     

中性团簇(CeO_2)_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(Ce O2)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.     

结构参数P与Abn型无机物总键能的关系

把量子数和价电子能级值引入原子点价,重新定义原子点价为iδP,并用iδP构建分子结构参数P.P与56种ABn型无机物的总键能ΔE呈现高度的相关性,其相关系数为0.988 2.与其他结构参数相比,本参数的计算更为准确.     

一个新的分子拓扑指数

通过将键参数和量子数引入原子点价,重新定义原子点价δiY,认为分子中某一原子的δiY与该原子的杨氏电负性力标、价电子数、成键电子数及最外层主量子数有关.由此提出新的分子拓扑指数mXY.并用一级指数1XY与饱和烷烃的沸点、液体热容、气体热容、蒸发热、临界温度、临界压力,卤代苯的辛醇/水分配系数,烷氧氯硅烷的气相色谱保留指数、含氮杂环化合物的毒性,碱金属卤化物的晶格焓与F心能带,卤化锡的119Sn Mossbauer等性质/活性进行相关关系的研究.结果表明,1XY与有机物和无机物的性质/活性间具有广泛良好的相关性.     

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.