多原子强离子键KX(X = OH, NC)及(KX)2体系电子相关能的简单计算

通过MELD程序MP2-OPT2方法在6-311++G(d)及6-311++G(3df, 3pd)基组下对KX(X = OH, NC)体系对内对间电子相关能的计算结果和分析, 并根据KX(X = OH, NC)分子中K和X组分的内层电子对相关能和内层电子相关效应的传递性, 定义并且计算了K^δ +和K^δ -对KX分子体系的电子相关能贡献. 基于K⁺, X-和KX(X = OH, NC)的对相关能的比较结果, 提出了利用其组成金属离子和负离子基团的电子相关能之和来计算多原子强离子键分子体系电子相关能的简单计算方法, 此方法对Gaussian98程序MP2(full)/6-311++G(d)水平下二聚体系(KOH))₂和(KNC))₂的电子相关能的近似计算结果误差很小, 应用此“化整为零”的方案计算大分子离子键体系电子相关能既可以基本达到化学计算要求的精度又能节约大量的计算工作量.     

Cl,Cl-和MCl(M=H,Li9 Na,K)对内对间相关能的规律性

通过对内对间相关能的计算,发现Cl, Cl-及其化合物中的K电子层的对内相关能基本上是一常数,而且Cl的K,L层电子层内相关能和它们之间的层间相关能也变化很小.另外,所研究的MCI系列化合物中Cl价电子对相关能的贡献是跟MCI的离子性有关,即随着化合物离子性的增加而增加,但其相关能最大不大于Cl-离子的,最小不小于Cl原子的.这些规律对人们考虑一些化合物的相关能,以至化学反应能量很有参考意义.     

范德华络合物Rg-HCl、Rg-ClH(Rg=Ne,Ar)异构化的量子化学及热力学的分析

对标题异构化体系,在Ｇａｕｓｓｉａｎ９４程序的高水平ＭＰ４／６－３１１Ｇ＊＊下,进行了全参数几何优化、能量、频率计量得到了它们电子结构的相对稳定性。同时用统计热力学计算了Ｒｇ－ＨＣｌ、Ｒｇ－ＣｌＨ（Ｒｇ＝Ｎｅ,Ａｒ）等异构体的热力学性质及它们的相互转化的平衡常数等。结果表明：不同构型的稳定性是随实验温度变化的,两种构型也可在某一温度下共存。这一结果不同于仅通过电子结构能所的某异构体较稳定的简单推断     

Cl,Cl-和MCl(M=H,Li,Na,K)对内对间相关能的规律性

通过对内对间相关能的计算,发现Cl,Cl^-及其化合物中的K电子层的对内相关能基本上是一常数,而且Cl的K,L层电子层内相关能和它们之间的层间相关能也变化很小.另外,所研究的MCl系列化合物中Cl价电子对相关能的贡献是跟MCl的离子性有关,即随着化合物离子性的增加而增加,但其相关能最大不大于Cl^-离子的,最小不小于Cl原子的.这些规律对人们考虑一些化合物的相关能,以至化学反应能量很有参考意义.     

Simple estimation of electron correlation energy for multi-atomic strong ionic compounds KX and (KX)2 (X = OH, NC)

On the basis of the calculations and analyses of the intrapair and interpair correlation energy of KX (X = OH, NC) molecules and the results of the transferability of both the innermost intrapair correlation energy and the inner core effect of K and X in KX molecules, we defined and calculated the Kδ- and Xδ-correlation contributions to the total correlation energy of KX molecules. With the comparison of the pair correlation energy of K+, X- and KX systems, we present a simple estimation method to estimate the electron correlation energy of strong ionic compound by summarizing the correlation energy of its constituent ion and ionic group. By using this simple method, the reasonable estimation results of the correlation energy of (KOH)2 and (KNC)2 have been obtained at mp2/6-311++G(d) level with Gaussian98 program, and the deviations are very small. Applying the scheme of "Separate Large System into Smaller Ones" to the calculation of electron correlation energy of large ionic compounds, it can not only     

Rules on intrapair and interpair correlation energy for Cl, Cl~(-) and MCI (M=H, Li, Na, K)

According to the calculation results of the intrapair and interpair correlation energy for the title systems, it has been found that the intrapair correlation energy of K shell of Cl is almost a constant and both the intrashell and intershell correlation energy of K and L shell changes little. It has also been found that in MCI series compounds the value of Cl correlation energy contribution depends on the ionicity of MCI compounds, i.e., the Cl correlation energy contribution increases with the increase of the ionic bond strength of the compound and this value is always less than the correlation energy of Cl" anion but always larger than that of Cl atom. These rules are helpful for the estimation of the correlation energy of ionic compounds and the energy changes of chemical reactions.     

甲烷水合物分子间势能的量子化学研究

用Hartree-Fock SCF和密度泛函(BLYP,B3LYP,MPW1PW91)方法对以结构-Ⅰ为单元的甲烷水合物进行了分子间势能的理论研究.该结构单元为正十二面体,其中包括20个水分子,甲烷分子在其中心.采用从头算HF/6-31G(d,p)对甲烷分子进行几何优化,采用ST2模型对水分子作几何优化.水-水间氢键势能Ehb(l)和水-甲烷间范德华势能Evdw(l)作为边长l的函数进行计算,计算时固定水和甲烷分子的几何形状.所有计算中均使用6-31G(d,p)基组.基组重叠误差(BSSE)经校正其上限和下限为水-水氢键能加以确定.由B3LYP经基组重叠误差(BSSE)校正得到的O—O距离为RO—O=0.280 nm,C—O距离RC—O=0.392 nm,比其他方法更接近实验值的0.282和0.395 nm.结果表明,在天然气水合物结构-Ⅰ中水-水分子对的氢键能(30~36 kJ/mol)大于水的二聚体(H2O)2氢键能(-22.6±2.9)kJ/mol,亦大于六角形冰的(-21.7±0.5)kJ/mol,十二面体结构为一稳定单元.以上分子间相互作用势能的结果为得出Lennard-Jones和Kihara势能参数提供了坚实的基础,此参数对分子动力学模拟天然气水合物是非常有用的.     

Dawson型磷钨杂多阴离子P2W18O626-的电化学性质和对O2还原的电催化作用

用循环伏安、交流伏安和交流阻抗法对Dawson型磷钨杂多阴离子P₂W₁₈O₆₂^6-的电化学性质进行了详细研究, 循环伏安结果显示, P₂W₁₈O₆₂^6-在pH 2.52的0.1 mol·L^-1 Na₂SO₄+NaHSO₄溶液中有两对可逆的单电子还原-氧化波和两对可逆的双电子还原-氧化波. 单电子波的峰电位和电流与溶液的pH无关, 双电子波的峰电位则随溶液pH的增加而负移, 峰电流降低, 表明双电子电极过程有H⁺参与, 其数目为2. 交流阻抗谱表明P₂W₁₈O₆₂^6-的电极过程完全受扩散控制, 实验测定其扩散系数(D_O)为2.5×10^-6 cm²·s^-1. 循环伏安结果表明P₂W₁₈O₆₂^6-的第III对波对O₂还原为H₂O₂具有显著的电催化作用, 催化效率约达300%. 将P₂W₁₈O₆₂^6-应用于PW₁₁O₃₉Fe(III)(H₂O)^4-构成的类电-芬顿过程, 使该过程对硝基苯的降解效率显著提高.