金属富勒烯包合物M@C_(50)结构和稳定性的理论研究

在密度泛函B3LYP理论下,用LANL2DZ基组对具有D5h,D3对称性的两种C50富勒烯异构体及以它们为基形成的第二主族金属富勒烯包合物M@C50[M=Be,Mg,Ca,Sr,Ba]进行了几何构型优化和振动频率分析.得到了相应的优化几何参数、总能量、前线轨道能级差,同时还计算了分子中原子电荷和结合能.计算结果表明,对于内包金属原子类型M(除Be外)相同时,D5hM@C50包合物比相对应的D3M@C50包合物稳定;对于具有相同对称性而内包金属原子类型M不同的D5hM@C50,其稳定性随原子序数的增大而增大;从热力学或动力学角度分析,形成D5h对称性的Sr@C50,Ba@C50包合物都是可能的.     

奇数类富勒烯团簇结构的遗传算法和密度泛函理论研究

用遗传算法(GA)和密度泛函理论(DFT)相结合的方法，对实验中所观察到的奇数高碳团簇(C51～C59)及相关的含Rh富勒烯团簇的结构进行了计算，首先利用遗传算法对奇数高碳团簇C51～C59的结构进行搜索，找出其最低能量结构，然后在此基础上利用B3LYP／3—21G方法对相应的奇数高碳团簇结构进行再优化，利用遗传算法得到了比已报道的能量更低的奇数高碳团簇C51～C59的基态结构，计算所得的奇数高碳团簇具有准笼状类富勒烯结构，其最低能量异构体都含有一个两配位的碳原子，在金属富勒烯C14Rh的结构中，Rh原子取代C55上两配位的碳原子而形成取代型类富勒烯结构。对奇数高碳团簇及含Rh富勒烯团簇的结合能和结构参数进行了计算，还讨论了奇数高碳团簇异构体的结构随能量的变化。     

富勒烯在溶液和有机玻璃薄膜中的吸收光谱研究

利用在甲苯中溶解富勒烯与有机玻璃的方法，分别制得了掺Ｃ６０以及掺Ｃ７０有机玻璃薄膜。分别研究了Ｃ６０和Ｃ７０在溶液，有朵玻璃薄膜两种不同状态下的吸收光谱，实验结果表明；有机玻璃这种固态环境对富勒烯的吸收特性影响很小，富革烯在有机玻璃薄膜中的吸收曲线同在溶液状态时基本相同。     

富勒烯[4,6]-C32-2x(BN)x(x=1,2)的结构及其稳定性的理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G基函数对[4,6]-C32的单BN取代产物和二BN取代产物进行了几何构型优化和频率分析。计算结果表明,BN取代四六公共边所得C30BN异构体最稳定,异质富勒烯的稳定性受体系共轭性质的影响,主要由环的张力决定;C28（BN）2中两对BN原子首尾相连构成一个四员环是最稳定异构体,体系的稳定性主要由环张力决定。[4,6]-富勒烯C32和C24的取代规则不尽相同。     

富勒烯及其金属包合物的研究与进展

单质碳第三种同素异形体－富勒烯及其化合物的出现，已引起化学界的极大兴趣，该文讨论了富勒烯碳原子簇的发现、研究方向以及富勒烯金属包合物等问题。     

掺杂B4C对电弧法制备的富勒烯的影响

以高纯石墨棒为阴极,以掺有Ｂ４Ｃ的石墨棒为阳极,用直流电弧法制备富勒烯,对掺杂Ｂ４Ｃ对富勒烯的影响进行了研究。结果表明：（１）掺杂Ｂ４Ｃ使富勒烯的总产率显著下降,且Ｂ４Ｃ的量越大,总产率越低;（２）当孔中掺入Ｂ４Ｃ与石墨的混合物时,产物为纯碳富勒烯,其中大分子富勒烯的相对含量较不掺杂时显著提高;当孔中掺入纯Ｂ４Ｃ时,生成的富勒烯中含有骨架掺硼富勒烯。     

异质富勒烯C44X6(X=N,B)的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对异质富勒烯C44X6(X=N,B)的三种异构体D3(Ⅰ),C3,D3(Ⅱ)进行了几何构型优化.计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性、整体硬度和分子静电势.计算结果表明,所研究的C44X6(X=N,B)三种异构体中,具有D3(Ⅰ)对称性的异构体具有最低的能量.与全碳分子C50相比,D3(Ⅰ)异构体具有较小的电离势I、电子亲和势A、绝对电负性χ和球外的静电势,这说明它们更容易被氧化和与亲电试剂反应.     

异质富勒烯[4,6]-C22X2（X=B,N）的密度泛函理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G（d）基函数对同位置取代[4,6]-C24所得的3种衍生物（C22BN,C22B2和C22N2）进行了几何构型优化和频率分析,计算了前线轨道能级差、电离势、电子亲和势、绝对电负性和整体硬度.结果表明,所研究的C22X2（X=B,N）3种衍生物中,C22B2具有最小的电离势I、电子亲和势A和绝对电负性χ,这说明它更容易被氧化和与亲电试剂反应.与全碳分子C24相比,B,N的取代降低了富勒烯分子的稳定性.     

铝掺杂富勒烯储氢研究:氢分子形成双层结构

利用密度泛函理论对铝(Al)掺杂富勒烯(C_(60))体系的储氢性能进行研究.计算结果显示单个Al原子吸附的最佳位置是在C_(60)表面碳五元环的中心位置,并形成稳定的Al-C_(60)团簇结构.当多个Al原子掺杂C_(60)时,12个Al原子吸附在C_(60)的碳五元环正上方具有最低的吸附能,并形成稳定的Al12-C_(60)团簇结构.当氢气与Al掺杂C_(60)的团簇相互作用时,C_(60)上碳原子的吸附使得氢气吸附在Al原子的侧位比吸附在Al原子的顶位更稳定.当多个氢气分子吸附时,102个氢分子形成稳定的双层结构并吸附在Al12-C_(60)上,体系的储氢质量分数能达到16.44%,其中第一层氢分子主要同两个临近的Al原子以及C_(60)相互作用,第二层氢气分子同近邻的Al原子和第一层氢气分子相互作用.     

一类强双光子吸收分子材料的理论研究

在哈特利-福克理论基础上，从第一性原理出发，对最近合成的双光子有机分子材料的非线性光学特性进行了理论研究。计算结果表明，该类有机分子具有较大的双光子吸收截面。     

富勒烯C70笼内掺杂离子对其加成反应立体选择性影响的理论研究

利用半经验 MNDO方法 ,研究了碱金属和卤素离子笼内掺杂对富勒烯 C70 加成物 C70 H2 立体选择性的影响 .研究结果表明 ,Li 的掺杂使 1 ,4 -异构体 C70 H2 ( 2 /1 9)成为 Li @C70 H2 的最稳定异构体 ,而 Na 和 K 的掺杂使 1 ,4 -异构体 C70 H2 ( 6,4 5)成为稳定性排在第二位的异构体 :Br- 的掺杂也使 1 ,4 -异构体的稳定性得以提高 ,而F- 和 Cl- 的掺杂对于 C70 H2 异构体的稳定性顺序几乎没有任何影响     

不对称取代方酸内盐衍生物电子结构和光谱的理论研究

采用ＰＭ３ 系列方法对新合成的１０ 个不对称取代方酸内钅翁盐进行了系统研究．计算得到它们的优化几何构型、电荷分布、ＩＲ谱及ＵＶ谱,并对光谱进行了理论确认．考察了组态数对理论ＵＶ谱的影响．结果表明它们都具有刚性平面结构：方酸环为缺电子中心：对前线轨道的能量分析说明这１０ 个衍生物的一价负离子可以稳定存在,随着组态数目的增加,理论ＵＶ谱与实验结果的误差呈减小趋势．所有的光谱理论值和实验值的误差在１０％ 左右．     

噁二唑对称衍生物电子光谱的理论研究

采用MNDO系列方法对7个噁二唑对称衍生物进行了理论研究。计算得到它们的优化几何构型,电荷分布及电子光谱,并对光谱进行了理论确认。考察了组态数对理论UV谱的影响。计算结果表明适当选取组态数目,有助于减小理论UV谱与实验结果的误差。该文中电子光谱理论值和实验值的平均误差在10％左右。     

1,5-环辛二烯-3,7-二炔基方酸内鎓盐衍生物的电子结构和光谱的理论研究

用PM3系列方法研究了两个1，5-环辛二烯-3，7-二炔取代方酸内鎓盐分子．对它们进行了几何结构优化，并在优化构型的基础上，计算了上述两个分子的电荷密度、红外光谱、电子光谱．预测了这两个分子的发光性质．以其中一个分子为骨架设计并计算了一系列方酸内鎓盐衍生物分子的几何结构和电子光谱，讨论了取代基团对方酸内鎓盐分子发光强度和发光波长的影响．     

胆固醇分子间作用的理论探讨

用分子间相互作用势函数法，以Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｄ２＋、Ｃｒ２＋四种离子与胆固醇分子形成的金属阳离子胆固醇分子复合物和胆固醇分子胆固醇分子复合物为模型，研究它们相互间作用，得到不同金属离子在不同位置与胆固醇分子相互作用的能量，以及在受到金属Ｃｕ离子影响条件下胆固醇分子之间的相互作用的能量．把理论计算与实际研究相对照，得到很有意义的结果     

聚螺戊二烯及其衍生物的理论研究

用ＳＣＦ－ＣＮＤＯ／２－ＣＯ方法对聚螺戊二烯及其取代衍生物的电子结构进行了研究，目的在于探讨螺环共轭高分子体系电子结构的特点，以及不同电子性质的取代基对聚螺戊二烯衍生物的高聚物电子特性的影响，计算结果表明取代基对带隔影响不大，而且也不能使主链结构变化，但体系的电离势和电子亲和势的变化与取代基的电子特性有关。     

丙炔的光解动力学计算研究

用从头算方法对丙炔在157nm光照下的一个光分解途径C3H4→CH3＋C2H进行计算研究。在MP2／6-31＋G（d）和CIS／6-31＋G（d）水平上分别完成对基态、激发态的构型优化和能量计算（包括零点能）;同时,在CIS／6-31＋G（d）水平上做势能面,研究丙炔吸收光子后发生的C-C键的断裂过程,获得过渡态的粗略构型,再通过CIS／6-31＋G（d）水平计算获得确切过渡态构型,计算过渡态能量。通过计算得到的反应通道和相应反应物、产物能量与文献报道的实验结果能较好地吻合。     

水分子光解动力学计算研究

用现有的Gaussian98量子化学计算程序,在CIS／6—31 G(d)基组水平上,对H2O分子在光照下分解为H和OH的反应机理进行了系统研究：首先作出了反应的势能面(PES),然后优化得到了反应物、过渡态和产物的几何构型及能量,最后进行了内禀反应坐标(IRC)计算,进一步验证了过渡态与反应物、产物的连接关系,从而给出了水分子光解离反应的动力学机理和过程。