精密从头算与ABEEM／MM模型对水团簇（H2O）11 9种低能结构的计算

用精密从头算方法研究了(H2O)11的9种低能异构体的性质,包括优化的几何结构、结合能、偶极矩和氢键个数等,并且得出了515-a是(H2O)11的全局最低能结构.同时,也用ABEEM/MM(atom bond electronegativity equalization method/molecular mechanics)模型研究了这些性质,与从头算的结果进行了比较,得到了相符合的结果.这显示了ABEEM/MM模型在描述中等大小的水分子团簇结构上是成功的.     

应用ABEEM/MM模型研究水分子团簇(H2O)n (n=11～16)的性质

应用ABEEM/MM 模型计算了较大的水分子团簇(H2O)n (n=11~16)的各种性质,如：优化的几何构型, 氢键个数, 结合能, 稳定性, ABEEM 电荷分布, 偶极矩, 以及结构参数、平均氢键个数和强度, 增加的团簇结合能等.结果表明,从立方体结构到笼状结构的过渡出现在n=12的水分子团簇中,随着类似于笼状结构特点的不断增强,五元环的富集程度有所增加.     

水合氢离子团簇从头算和ABEEM/MM的理论研究

应用高水平的从头计算方法和ABEEM/MM模型, 研究了水合氢离子团簇H3O＋(H2O)n (n＝1～6), 优化得到了低能构象, 探讨了其结合能和稳定性, 显示出H3O＋(H2O)3局域结构的优势存在．对H3O＋(H2O)6VIa团簇的ABEEM电荷分布进行分析, 表明第一水合层水分子与水合氢离子之间的氢键相互作用要明显强于与第二水层水分子的氢键相互作用. 研究结果表明, ABEEM/MM方法计算的结果和从头算得到的结果存在很好的一致性.     

Sr2+和Ba2+水分子体系结构和结合能的从头算和ABEEM/MM研究

应用从头算方法和ABEEM/MM浮动电荷分子力场, 研究了水合碱土离子团簇Sr²⁺/Ba²⁺(H₂O)_n (n=1-6), 构建了离子-水相互作用的ABEEM/MM势能函数, 获得了水合离子团簇的稳定结构, 计算了结合能. 计算结果表明, ABEEM/MM方法的结果和从头算方法的结果有很好的一致性. 进一步应用ABEEM/MM对Sr²⁺和Ba²⁺水溶液进行了分子动力学模拟. 对Sr²⁺水溶液, 得到的Sr²⁺-水中氧原子的径向分布函数的第一和第二最高峰分别位于0.257和0.464 nm处, 第一和第二水合层的配位水分子数分别为9.2和11.4; 对Ba²⁺水溶液, 得到的Ba²⁺与水中氧原子的径向分布函数的第一和第二最高峰分别位于0.269和0.467 nm处, 第一和第二水合层的配位水分子数分别为9.9和12.4. 这与实验值或其它理论模拟结果有较好的一致性. 对比外层的水分子, 金属离子的极化作用使得溶液中第一水合层中水分子的O―H键长增长, HOH键角减小.     

应用ABEEM/MM模型研究水分子团簇(H2O)n(n=7~10)的性质

应用ABEEM/MM模型计算了中等大小水分子团簇(H₂O)_n(n=7~10)的各种性质, 如: 优化的几何构型、氢键个数、结合能、稳定性、ABEEM电荷分布、偶极矩、结构参数的描述等, 并描述了六聚水区域中所反映的从二维结构(从二聚水到五聚水)到三维结构(n>6的水分子团簇)的过渡.     

应用ABEEM/MM力场模型研究水分子团簇(H2O)n(n=7～35)的性质

应用ABEEM/MM模型研究和计算了水分子团簇(H2O)n(n=7～35)的各种性质,如:优化的几何构型,氢键个数,结合能,稳定性,ABEEM电荷分布,偶极矩,以及结构参数、平均氢键个数和强度、团簇的递增结合能等,并描述了六聚水区域中所反映的从二维结构(从二聚水到五聚水)到三维结构(n>6的水分子团簇)的过渡,又进一步地预测了从立方体结构到笼状结构的过渡出现在n=12的水分子团簇中,随着类似于笼状结构特点的不断增强,五元环的富集程度有所增加.以上研究不仅系统研究和分析了水团簇的各种性质,而且对比Ab initio研究和实验结果,进一步验证了ABEEM/MM模型的合理性以及参数的正确性和可转移性.     

H8Si8O12和H8Si7TiO12 团簇的几何构型和电子结构的从头算研究

应用HF、 MP2和杂化的B3LYP方法,使用3-21G基组,对H8Si8O12 和H8Si7TiO12团簇的几何构型、总能进行了计算,并在B3LYP/3-21G的水平上对硅原子的核磁共振化学位移进行了研究,得到的几何构型,以及核磁共振化学位移与实验结果进行了比较,发现吻合得很好。计算了H8Si8O12和H8Si7TiO12团簇的Mulliken布居数的大小。并对Si原子被Ti原子取代前后的H8Si8O12体系的几何构型、 Mulliken布居数的变化进行了比较和研究。     

NH4+( (H2O)n(n＝1～9)的量子化学和ABEEM/MM的理论研究

运用量子化学和ABEEM/MM浮动电荷分子力场, 构建描述铵离子-水体系相互作用的精密势能函数, 对 - (H₂O)_n (n＝1～9)簇合物的结构和稳定性等性质进行了研究. 对团簇的结合能和电荷布居分析发现, 当n≤4时, 随着水分子数目的增加, 与水分子间尽可能多地形成线型氢键, 直至水分子在 周围形成完整的第一水合层|当n≥5时, 簇合物以 为中心, 通过氢键网络形成的环状和笼状结构为最稳定. 与第一水合层水分子的相互作用强于水分子之间的相互作用. 结果表明, ABEEM/MM方法的结果与量子化学方法得到的结果有很好的一致性.     

碱基与氮甲基乙酰胺相互作用的从头算和ABEEMσπ研究

选取氮甲基乙酰胺(N-Methylacetamide,NMA)和DNA碱基为研究对象,应用ABEEMσπ/MM方法研究了NMA与碱基之间形成的二聚体的几何构型、电荷分布及结合能等性质,并进行了相应的从头算(abinitio)MP2水平研究,在B3LYP/6-311 ++G(d,p)水平下对结构进行了优化.将2种方法的研究结果进行比较发现,所获得的构型、电荷及结合能之间具有很好的一致性,NMA与DNA碱基相互作用的强度大小依次为:鸟嘌呤＞胸腺嘧啶＞胞嘧啶＞腺嘌呤,且证明了ABEEMσπ/MM模型的参数具有很好的可转移性.     

碱基与氮甲基乙酰胺相互作用的从头算和ABEEMσπ研究

选取氮甲基乙酰胺(N-Methylacetamide,NMA)和DNA碱基为研究对象,应用ABEEMσπ/MM方法研究了NMA与碱基之间形成的二聚体的几何构型、电荷分布及结合能等性质,并进行了相应的从头算(abinitio)MP2水平研究,在B3LYP/6-311 ++G(d,p)水平下对结构进行了优化.将2种方法的研...     

Application of the ABEEM/MM model in studying the properties of the water clusters (H2O) n ( n =7?10)

ABEEM/MM model has been applied to compute the various properties characterizing water clusters (H₂O) _n (n = 7−10), such as optimized geometries, the hydrogen bonds number, cluster interaction energies, stabilities, ABEEM charge distributions, dipole moments, structural parameters, and so on, and to describe the transition reflected by the hexamer region from two-dimensional (from dimer to pentamer) to three-dimensional structures (for clusters larger than the hexamer). Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 20373021)     

ABEEM/MM浮动电荷力场应用于血红素结构的研究

运用拟合的参数, 应用ABEEM/MM浮动电荷力场对血红素分子结构进行了模拟. 结果表明, 该力场与CHARMM力场相比, 能更好地模拟晶体结构. 计算的ruffing构象能与B3LYP/6-31G*计算结果的线性相关系数在0.98以上, 同时表明血红素分子中twist-angle对ruffing构象具有明显影响. ABEEM/MM力场计算的细胞色素c552中血红素分子的电荷分布与CHARMM固定电荷力场的比较, 更准确地反映了血红素分子的电荷分布以及极化现象.     

Ab Initio Studies on the Structure and Binding Interaction of M~ CO_2(M=Sc,Ti…Zn)

ＡｂＩｎｉｔｉｏＳｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＢｉｎｄｉｎｇＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＭ＋ＣＯ２（Ｍ＝Ｓｃ,Ｔｉ…Ｚｎ）＊ＦＡＮＨｏｎｇ－Ｊｕｎ,ＺＨＯＮＧＳｈｉ－Ｊｕｎ,ＬＩＵＣｈｕｎ－Ｗａｎ＊＊（ＦｕｊｉａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏ...     

血红素近轴侧基氢键的ABEEM/MM分子动力学模拟

应用ABEEM/MM浮动电荷力场对鲸鱼肌红蛋白及突变体进行了分子动力学模拟. 结果表明, 血红素近轴侧基不存在稳定的双氢键, 该氢键对轴配体咪唑的取向不起决定性作用, 而咪唑的取向与键联的组氨酸有密切联系. 同时表明, 血红素轴配体的柔性与其邻近的氨基酸和咪唑体积有关.     

Ab initio molecular orbital study of potential energy surface for the H2NO(B1)→NO(Π)+H2 reaction

The mechanism of the H₂NO(²B₁)→NO(²Π)+H₂ reaction has been examined using ab initio molecular orbital methods. Ground-state and first-excited-state potential surfaces were plotted at the FOCI/cc-pVTZ level of theory as functions of two appropriate internal degrees of freedom. A conical intersection was found on the C_s pathway that is symmetric with respect to the plane perpendicular to the molecular plane of C_2v H₂NO(²B₁). It is therefore considered that trajectories that start from H₂NO(²B₁) towards the product region detour around the conical intersection, pass through the neighborhood of the transition state that is located at the saddle point on the C_s pathway, and finally reach the products, NO(²Π)+H₂. Thus we can explain the mechanism of the H₂NO(²B₁)→NO(²Π)+H₂ reaction, which has remained unclear to date.     

From a 3D protonic conductor VO(H2PO4)2 to a 2D cationic conductor Li4VO(PO4)2 through lithium exchange

A new phase, Li₄VO(PO₄)₂ was synthesized by a lithium ion exchange reaction from protonic phase, VO(H₂PO₄)₂. The structure was determined from neutron and synchrotron powder diffraction data. The exchange of lithium causes a stress, leading to a change in the dimensionality of the structure from 3D to 2D by the displacement of oxygen atoms. Thus, Li₄VO(PO₄)₂ crystallizes in P4/n space group with lattice parameters a=8.8204(1) Å and c=8.7614(2) Å. It consists of double layers [V₂P₄O₁₈]_∞ formed by successive chains of VO₆ octahedra and VO₅ pyramids with isolated PO₄ tetrahedra. The lithium ions located in between the layers promote mobility. Furthermore, the ionic conductivity of 10⁻⁴ S/cm at 550 °C for Li₄VO(PO₄)₂ confirms the mobility of lithium ions in the layers. On the other hand, VO(H₂PO₄)₂ exhibits a conductivity of 10⁻⁴ S/cm at room temperature due to the presence of protons in tunnels.