Quantum chemical studies on the structures, properties and decomposition of the azido derivatives of trinitrobenzenes

The geometries,heats of formation and electronic structures of 15 azido-derivatives of 1,2,3-TNB (Ⅰ),1,2,4-TNB (Ⅱ) and 1,3,5-TNB (Ⅲ) have been studied using quantum chemical AMI method at HF level.The effect of azido substitution on the structures and properties of TNBs has been discussed and the relative stability of the title compounds has been established.The processes of the decomposition of the title compounds by breaking C-NO2,C-N3 and CN-N2 bonds are investigated at UHF-AM1 level.It is shown that the decomposition of the title compounds may be initiated by the cleavage of both C-NO2 and N-N2 bonds.     

从渐近修正Kohn-Sham轨道计算电子相关化的分子间作用能项

对称性匹配微扰理论(symmetry-adapted perturbation theory, SAPT)能把总作用能分解成有物理意义的各作用能项, 是了解分子间力的基本手段. 本工作的开展是因为目前标准SAPT方法无法计算含能大体系的作用能项. 对于大体系而言, 基于Kohn-Sham轨道的SAPT(SAPT(DFT))具有高的计算效能, 但对作用能项的计算效果却不佳. SAPT(DFT)的缺陷产生于常用交换-关联势的错误渐近特性. 为了消除这些缺陷, 借助于van Leeuwen 和 Baerends(LB)模型势及Fermi-Amaldi (FA)类型势, 把两种渐近修正技术应用于三个供测试的二聚体小体系(He₂, HF₂和(N₂)₂)和一组处于不同分子间距的硝酰胺二聚体体系. 结果显示: 当使用新近发展的依频密度极化率(frequency-dependent density susceptibilities, FDDS)技术用于计算色散能时, FA渐近校正方案非常有效地克服了SAPT(DFT)中的缺陷, 并比LB校正具有更好的精度. 经FA校正的SAPT(DFT)方法能够正确地定量预测所有测试系统结合能的趋势, 并且与标准的SAPT相比, 大大减少了计算代价. 这个方法成功应用于硝酰胺二聚体表明: 此方法在精确计算更大的体系, 如含能体系的分子间力方面很有潜力.     

环己硅烷类液晶化合物的量子化学研究

运用AM1和PM3两种SCF-MO方法，通过能量梯度全优化计算，给出20种环己硅烷类（苯基乙烷系）液晶化合物的稳定几何构型、电子结构和基本性质．联系有机电子结构理论进行了细致的讨论．     

碱金属和重金属叠氮化物的感度和导电性研究

分别用EHCO和DV－X_α方法，计算研究了α－NaN_3、β-NaN_3和AgN_3的能带结构和原子簇电子结构. AgN_3与NaN_3相比：带隙(△Eg)较小、带宽(BW)较大，因而电导率较大. 比较前沿晶体轨道(CO)和前沿分子轨道(MO)的能级、组成及电子在其间的跃迁；预示AgN_3比NaN_3更敏感、更易分解和起爆．还从电子微观层次揭示了金属叠氮化物的导电性和爆炸性之间的联系．     

多硝基甲烷Mannich碱稳定性的理论研究

用MNDO SCF-MO方法全优化了系列多硝基甲烷Mannich碱的几何构型, 计算了它们的电子结构。在胺、醛组分相同时, 标题物>N-CH2-Y的特征键CH2-Y的键级随酸组分亲核性的增强而增大。该CH2-Y键级较小是造成Mannich碱在溶液中不稳定的重要原因。C-NO2键的键级在分子中较小, 可能是热或光解等受激分解的引发键, 从电子结构特征上阐明了以硝仿为酸组分的Mannich碱稳定性较差的原因。     

聚四氟乙烯悬汞电极的极谱性能研究

为了提高方波极谱的灵敏度,以及能在氢氟酸支持电介质中进行工作,我们遵循毛主席“独立自主,自力更生”的教导,曾研制成聚四氟乙烯悬汞电极,经过多年来的使用,性能良好。 Raaen等用针在聚四氟乙烯锭料中钻孔后与玻璃滴汞电极连接。Bond等是用针钻入一定位置后用高压放电法烧出小孔,同样也需用玻璃滴汞电极相接。最近,Canterford等用同样方法将它接在玻璃悬汞电极上,     

高岭石吸附乙烯和苯的Delft分子力学研究

运用Ｄｅｌｆｔ分子力学（ＤＭＭ）程序及其粘土和共轭烯烃力场，计算研究了高岭石对乙烯和苯的吸附作用，探讨了吸附对粘土晶体和有机分子的结构、电荷分布和能量的影响，求得了高岭石吸附乙烯和苯的吸附热等重要物理量．     

四唑及其衍生物的理论研究Ⅷ: 硝氨四唑衍生物的从头算

运用从头计算法,在HF/6-31G^*水平下,全优化计算了7种硝氨四唑衍生物的分子几何和电子结构。结果表明,标题物的四唑环近似为平面构型;2H式中性分子的芳香性大于相应的1H式异构体。5-硝氨-1H四唑分子内氢键使硝氨基与环共面;其余标题物中硝氨基与环垂直。不同水平下的总能量计算表明,标题物中电子相关效应显著;1H式中性分子较2H式的能量高,5-硝氨四唑负离子在三个负离子中最稳定。根据电荷分布阐明了四唑环质子化位置和标题物与金属的配位方式。此外还计算了各标题物的红外光谱及热力学性质。     

NO2气相硝化金刚烷的计算研究

运用密度泛函理论(DFT)和半经验MO-PM3方法研究了NO₂气相硝化金刚烷反应机理. 计算结果表明, NO₂不能直接取代金刚烷H; 在B3LYP/6-311＋＋G(3df,2pd)//B3LYP/6-31G* 较高水平下, 对三个可能机理的反应势垒(E_a)的精确计算表明, 该反应的决速步骤为NO₂中O和N进攻1-H的竞争过程, 且1-硝基金刚烷为主要产物. NO₂中O进攻1-H决速反应过程中, 分子几何、原子自然电荷及IR光谱变化表明, C—H键的断裂和N—H键的形成是一个协同过程; 参与新键形成和旧键断裂原子C(1), H(11), O(28), O(29)和N(27)的原子自然电荷及与其相关的键长、键角有明显的变化. 反应过程中体系偶极矩的变化表明, 极性溶剂能降低反应势垒, 有利于反应的进行.     

硝酸酯分子几何构型的量子化学研究

运用MINDO / 3、MNDO 和AM1 三种半经验分子轨道(MO)方法, 通过SCF计算, 首次系统地获得了32个硝酸酯化合物分子的全优化几何构型。三种方法的计算结果与已报道的四个化合物(硝酸甲酯、吉纳、硝化甘油和太安)的实验结果相比, AM1法较好。所有硝酸酯的酯基(-ONO~2)具有近似不变的几何参数。直链烷基硝酸酯的键长和键角极为相近, 全部重原子均共平面。二元直链和四元硝酸酯具有对称的分子构型。