杂化轨道理论中等性杂化和不等性杂化的讨论

采用计算量子化学方法讨论了杂化轨道理论中等性杂化和不等性杂化,指出了不是轨道电子数而是杂化轨道成分是确定等性杂化和不等性杂化的判据。     

杂化轨道成键能力及夹角计算公式的简洁推导

杂化轨道理论是化学键理论的重要内容,杂化轨道成键能力和杂化轨道之间的夹角是杂化轨道理论教学的重点和难点,多数教材通常直接给出相关公式,忽略导出过程,不能满足部分学生进阶学习的需要。本文给出了相关公式的简易推导,以期解疑释惑,加深学生对杂化轨道理论的认识和理解。     

二中心杂化单键的强度与其杂化成分的关系

杂化键强度问题直接关系到分子的热力学和动力学性质,因而有必要进行较定量的研究。迄今仍广为诸教科书所引用的Pauling的成键能力方法和Walsh的杂化成份分析方法实际上未能给杂化键强度以满意而统一的解释。本文试用最大重叠原理对此进行讨论。     

一般化杂化轨函及夹角公式

量子力学应用到化学键方面最重要的成就之一就是从理论上说明键的角度和强度。作为现代化学键理论的一个重要组成部分,杂化轨道理论在阐明分子构型,成键性质及分子物性方面的成就是众所周知的。然而,迄今为止我们只见到了含f轨道的夹角公式,且缺少诸种杂化轨函之间关系的统一表达式,本文将讨论包括任意原子轨道在内的杂化轨道的一般化键函数和夹角公式。关于杂化键的强度问题,已另文专述。     

卤代硅烷分子的杂化轨道及结构与性质的关系研究

本文利用最大重迭方法,在分别考虑卤素配体的杂化及中央原子Si的d轨道杂化的基础上,计算了卤代硅烷系列分子实验构型下的杂化轨道,研究了卤代硅烷分子的NMR自旋偶合常数,IR伸缩频率和基团电负性与轨道成份的关系,较明确地反映了这类分子的化学键性质对分子谱学性质的影响。     

关于中心原子杂化轨道数的计算方法

对于HmABn型的共价分子（或离子）,本文提出用公式G=V／2-3n计算中心原子A的杂化轨道数,并由此确定对应的杂化轨道类型。该方法简单、直接、有效。     

三角双锥型分子中心原子轨道的杂化

指出了具有三角双锥构型分子的中心原子并非是采取sp3d杂化 ,而是sp2 d2 杂化。     

钼原子间多重键的杂化轨道研究

本文对一些含Mo-Mo原子间多重键的分子或离子进行了研究,分析了它们的电子结构和化学键提出其原子杂化轨道的形式,揭示了过渡金属原子间多重键的结构特征。     

三氧化硫分子杂化轨道的探讨

分别选用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD法和密度泛函B3LYP方法,在6-311++G(3df,3pd)基组水平下对SO_3分子的结构进行了优化比较,结果显示QCISD/6-311++G(3df,3pd)条件下的计算结果最优。在此条件下,用自然键轨道理论(NBO)对SO_3分子的杂化轨道、杂化方式、离域π键进行了研究。结果表明S原子采取sp~2等性杂化,杂化后形成含3对电子的sp~2轨道和1个空的3p_z轨道,O原子采取sp~3不等性杂化。S与O原子之间的σ键为S→O配位键,3个O原子各1对2p_z孤对电子与S原子的3p_z空轨道形成π_4~6离域π键。Mayer键级显示S=O键级为1.77,呈现明显的双键特性。     

关于原子轨道等性与不等性杂化区分标准的探讨

因共价分子中心原子价电子和配原子构成的多样性，国内不同版本教材上对杂化轨道理论中等性和不等性杂化的区分标准不统一。通过讨论目前国内教材常采用的2种区分标准的优势和不足，依据杂化概念提出的原因，参照国外教材的做法，提出了对杂化形式不做等性杂化和不等性杂化区分的建议。     

BH_3及其等电子分子片的杂化轨道和轨道相互作用

本文在文[1—3]和MNDO分子轨道计算的基础上,分析一些等电子分子片X(BH_(?)、BF_3、CH_3~+、CF_3~+)的前线杂化轨道,讨论它们同配体L(H~-、CO、CN~-、NC~-、NH_3)的轨道相互作用,从而研究X+L→XL反应的进程和产物XL分子稳定结构。     

乙基乙酰胺热解反应机理的MO研究

对于烷基乙酰胺的初始热解反应机理, 通常认为与酯类的热解反应相类似。Maccoll和Nagra通过对该热解反应的动力学研究, 认为两者存在不同。差异之一, 烷基乙酰胺存在两种可能的热解途径【参见本文(129页)前述反应方程(1),(2)】。而在酯类热解反应中(2)的活化能过高, 且四元环过渡态极不稳定。差异之二, 极性溶剂(比如乙酸)对酰胺热解反应的催化作用不明显, 而对酯类等气相热解反应的催化作用是十分显著的。为此, 我们用MINDO/3分子轨道法对乙基乙酰胺的初始热解反应进行了较全面的研究。用能量梯度法对此反应的反应物、中间体和生成物的平衡几何构型进行了全优化。(如图1所示)用极小能量途径法分别寻找反应(1)和反应(2)的初始过渡态, 继而用Powell法全优化过渡态的几何构型, 计算所得的过渡态TS1、TS2和TS3分别见图2a, 图3a和图4a。为了确证这些过渡态, 进行了振动分析研究, 结果表明这些过渡态的力常数矩阵的诸本征值中均只有一个负值, 且虚振动模式展示了走向各自的反应物和生成物的趋势, (如图2b,图3b和图4b所示)。它们的总能量及反应(1)和反应(2)的活化能列于表1. 对整个热解反应(1)作了内禀反应坐标(IRC)理论分析, 反应历程见图5所示. 与IRC相应的总能偶极矩以及部分关键的键长和原子净电荷变化一并列于表2.本文研究结果表明, 在乙基乙酰胺的初始反应中主反应即反应(1)与酯类反应相类似, ...     

具有伸展链构象聚苯胺/蒙脱土混杂纳米复合物的合成与表征

报道了具有聚苯胺伸展链构象的聚苯胺／ 粘土（ Ｐ Ａｎ／ Ｍ Ｍ Ｔ） 混杂纳米复合物的合成与表征．用插层聚合的方法将聚苯胺分子链嵌入层状蒙脱土的片层之中,从而得到一种高电导率的聚苯胺／ 层状硅酸盐混杂纳米复合物．通过 Ｘ 射线衍射（ Ｘ Ｒ Ｄ） ,付立叶红外（ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ） ,四探针电导率测量以及定性和定量的电子光谱分析等手段对产物进行了表征,结果表明,９０ ％ 以上的聚苯胺的分子链被插入蒙脱土的片层中间．由于聚苯胺分子链在受限的纳米空间生成,聚苯胺以伸展的单分子链构象存在．该构象在苯胺的通常聚合中不可能生成．通过对聚合过程进行吸收光谱监测,发现该聚合是扩散控制过程．     

重要生物微量元素和常见负电性元素在不同价态和电子组态下的轨道指数和电负性

本文用Xα方法计算出不同价态与电子组态下锰、铁、钴、铜、锌及钼等过渡族重要生物微量元素和氮、氧、氟、磷、硫、氯、硒和溴等常见负电性元素的数值原子轨道和轨道(?)负性值,再用数值拟合方法得出这些原子轨道的单ξ和双ξSlater型基函数的指数.研究了这些元素的原子所带电荷和电子组态对其原子轨道指数与轨道电负性的影响,给出了相应的回归公式.这些公式有较高的精确度,不但为研究这些元素化合物的电子结构提供基础参数,也为电荷自洽型的计算提供较可靠的计算公式.     

重要生物微量元素和常见负电性元素在不同价态和电子组态下的轨道指数和电负性

本文用Xα方法计算出不同价态与电子组态下锰、铁、钴、铜、锌及钼等过渡族重要生物微量元素和氮、氧、氟、磷、硫、氯、硒和溴等常见负电性元素的数值原子轨道和轨道电负性值,再用数值拟合方法得出这些原子轨道的单ξ和双ξSlater型基函数的指数.研究了这些元素的原子所带电荷和电子组态对其原子轨道指数与轨道电负性的影响,给出了相应的回归公式.这些公式有较高的精确度,不但为研究这些元素化合物的电子结构提供基础参数,也为电荷自洽型的计算提供较可靠的计算公式.     

六甲氧基甲基三聚氰胺-多元醇-丙烯酸酯混杂聚合中酸的双重作用

六甲氧基甲基三聚氰胺 (HMMM) 多元醇 丙烯酸酯混合体系在较高温度下可同时进行缩聚和自由基聚合并表现出加速固化、热互补、原位形成高分子合金等协同效应 .通过凝胶化时间和聚合反应速度的研究 ,发现酸既是HMMM 多元醇缩聚反应的催化剂 ,也是促进过氧化氢物分解产生自由基引发丙烯酸酯自由基聚合的催化剂 .研究还发现 ,以潜酸催化剂作为酸的来源可以使体系达到室温稳定 ,高温快速固化的目的     

MOLECULAR ORBITAL ANALYSIS OF NUCLEOPHILIC ATTACK ON A PLATINUM ALLYL COMPLEX

Abstract

The platinum allyl complex, [(η³[sbnd]CH₂C(CH₃)C[dbnd]CH₂)Pt(PPh₃)₂]⁺, behaves differently to-ward nucleophiles depending on their hardness. In the reaction with a “hard” nucleophile, nucleophilic attack occurs at the metal center. A “soft” nucleophile bonds to the middle carbon of the allyl ligand. The results of molecular orbital calculations suggest that both reactions are orbital controlled, which points to the metal as the preferred site of attack. However, the soft nucleophile attacks the allyl ligand due to steric constraints. A Mulliken population analysis reveals that the platinum center is directly bonded to only the two end carbons of the allyl ligand. The effect of basis set size and substitution of hydrogens for phenyl groups on the results of the calculations was also investigated. The choice of basis set had the largest effect on the charge distribution of the molecule. On the other hand, basis set size and inclusion of phenyl substituents on the phosphine ligands had minimal effect on the optimized structure of the complex.     

硝基胍热解反应途径的量子化学研究

本文用MINDO/3方法研究了硝基胍热解反应的机理。研究结果表明, 硝基胍热解反应可经历两条途径得到主产物(N_2O、H_2O和NH_3)。这两条途径相互竞争, 但生成N_2O及H_2O的途径Ⅰ要容易进行, 是整个反应的启动步。