光合释氧机理的ABEEM/MM/MD和BS-DFT理论研究

建立了S₂态光合释氧络合物（OEC）的原子-键电负性均衡模型（ABEEMσπ）的电荷参数,并使用ABEEM/MM/MD可极化力场的分子动力学模拟和对称性破损的DFT研究了光合作用制造氧气的微观机制.HF/STO-3G（采用此基组的原因请见引用文献）水平下的电荷拟合结果证明了ABEEMσπ模型计算电荷分布的合理性和高效性.MD模拟显示,S₂态Mn₄CaO₅的双向异构化过程伴随Ca上的水分子W3转移至Mn1（III）/Mn4（III）,它很可能作为底物水之一,与O5在S₄态结合产生O₂.基于此,考察了全自旋态下两种异构体形式中O－O键形成的自由基耦合机理.BS-DFT计算结果表明,开立方结构的释氧活性大大优于闭立方结构,金属锰和氧自由基的自旋耦合方式也是反应性的决定性因素,同时,OEC的结构灵活性对于S态循环和光合水分解至关重要.     

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.     

具有三维网络的新型配位聚合物[Nd(C7H6NO2)32·H2O]n 的合成、结构和性质

以Nd(NO3)3@6H2O和NH2C6H4COOH为原料,经[Nd(C7N6O2)3@H2O]的自组装,得到了具有三维网络结构的配位聚合物[Nd(C7H6NO2)3@H2O]n.该聚合物晶体属单斜晶系,空间群P2(1)/n,a=0.98069(5)nm,b=2.2736(2)nm,c=0.98254(8)nm,β=100.053(5)°,V=2.1571(3)nm3,Z=4.最后的一致性因子R=0.038.磁性研究表明,该化合物在低温下表现出反铁磁性质.测定了化合物的UV-vis-NIR和IR光谱,并进行了分析和指认.     

致癌性胺离子反应过程中电荷和化学位移的计算

应用原子-键电负性均衡方法中的σπ模型(ABEEMσπ)计算了由致癌性胺离子所参与的反应过程中的电荷分布,所计算出的电荷分布可以和从头算很好的相关联,并且所需要的时间也大大的缩短;同时应用从头计算程序计算致癌性胺离子反应过程中的NMR化学位移.结果表明,在反应过程中电荷的变化和NMR化学位移的变化有很好的对应关系.     

MOLECULAR ORBITAL THEORY ON CHAIN CONJUGATE POLYMERS(Ⅲ)——THE FACTORIZATION OF EIGENEQUATION OF TWO-DIMENSIONAL CONJUGATED SYSTEMS

The factorization of eigenequation of two-dimensional conjugated systems which consistof repeated units is given with non-periodic boundary conditions in this paper, and a possibleconductive polymer is predicted.     

快速预测分子间氢键强度的新方法

提出了一种快速预测分子间氢键强度的新方法。将其应用于29个分子间氢键体系中,计算单体间的氢键相互作用势能曲线,并与MP2方法得到的结果进行了比较。结果表明本文方法能够准确地预测出氢键键长和氢键能量,其精度可以与包含了BSSE校正的MP2结果相媲美,本文方法更简单,更快捷。本文方法可用于快速预测多肽、蛋白质体系中的氢键强度,应用前景广阔。     

ABEEM-σπ模型预测典型不对称烯烃加成反应的机制

根据ABEEM-σπ模型计算的Fukui函数、局域软度、全局硬度和电荷分布等物理量,应用硬软酸碱原理和最大硬度原理,合理地解释了典型不对称烯烃加成反应的机制．     

发展尿素与丙氨酸二肽相互作用的ABEEM/MM可极化力场

基于ABEEM/MM浮动电荷模型,尝试建立了一个新的可合理描述尿素-丙氨酸二肽-水分子之间相互作用的可极化力场.采用量子力学(QM)ωB97X-D/6-311++G(3df, 2p)//MP2/aug-cc-pVTZ方法对(Urea)(Ala)₂的结构、电荷分布及结合能进行计算,以及HF/STO-3G方法计算电荷分布.构建尿素-丙氨酸二肽-水体系的ABEEM/MM势能函数,基于QM计算结果,优选确定相关参数.结果表明,与QM相比,ABEEM/MM获得的(Urea)(Ala)₂的键长、键角、二面角和结合能的AAD(平均绝对偏差),RMSD(均方根偏差)和RRMSD(相对均方根偏差)分别为0.000 8 nm, 0.001 4 nm, 1.2%;1.36°,1.72°,1.5%;4.10°,5.56°,5.0%;6.07 kJ·mol^-1,6.82 kJ·mol^-1和10.2%,电荷分布的线性相关系数为0.988.将上述势能函数应用于(Ala)₂(Urea)₂...     

电负性均衡

电负性是分子中一个原子把电子拉向它自身的能力,是化学理论的基本概念之一。继Pauling建立第一个电负性标度后,提出了众多的电负性标度。只是在密度泛函理论的基础上,电负性概念和电负性均衡原理,才被精密地论证。近二十多年来,电负性理论的重要发展是:应用电负性均衡模型或方法,可以快速地计算分子体系的电荷分布,从而确定分子的其他性质,甚至包括分子的结构和反应性指标。通常的电负性均衡方法只把分子划分到原子区域,虽然简单直观,但其精度和应用范围受到限制。原子与键电负性均衡方法,把分子划分到包括原子区域、化学键区域和孤对电子区域,能够较快速精密地计算分子的电荷分布和其他性质,并被应用到构建新一代可极化或浮动电荷力场的探索中,有广阔的应用前景。     

应用ABEEM模型计算铁(Ⅱ)配合物的电荷分布

以密度泛函理论和电负性均衡原理为基础,在原子-键电负性均衡模型中,利用最小二乘法,并结合自编程序,拟合确定了氢、碳、氮、硫以及铁(Ⅱ)等各种类型的原子及相关化学键区域的参数.利用上述参数计算了一些铁(Ⅱ)配合物的电荷分布,计算结果可以和从头算结果很好地相关联.