苯甲酰苯胺激发态质子转移反应的理论研究 II: N-苯基苯甲酰胺和N-苯基苯甲亚胺酸的互变异构

用INDO系列方法对苯甲酰苯胺激发态质子转移反应进行了理论研究, 求得了基态和激发态反应的位能面、势垒过渡态和荧光位移。对整个反应的机理和应用前景进行了探讨, 有关化合物的光谱与实验结果较好地符合。     

金属碳笼化学反应的理论研究(Ⅰ)──Ti_8C_(12)~++CH_3I→Ti_8C_(12)~+──I+CH_3·的从头算研究

用量子化学从头计算方法对反应Ti8C12+＋CH3I→Ti8C12+-I＋CH3·进行了理论研究，对Ti8C12+只能与一个卤素原子（1）结合的实验事实给予了合理的理论解释．     

键函数对ArCl-相互作用势理论计算结果的影响

近年来, 在体系间弱相互作用势函数的研究领域中, 理论及实验两个方面都取得很大的进展. 对于闭壳层体系间相互作用(中性原子与分子的相互作用)研究得比较清楚[1,2]. 然而, 开壳层与闭壳层体系的相互作用, 特别是中性原子与离子的研究成为当前的一个重要研究方向.     

金属碳笼(Met-Cars)化学反应的理论研究Ⅱ.Ti8C12与H2O,C2H4生成Ti8C12(H2O)8和Ti8C12(C2H4)4反应的ab initio研究

用量子化学从头计算方法,研究了Ti8C12分别与H2O,C2H4作用形成Ti8C12(H2O)8,Ti8C12(C2H4)4的反应.计算结果表明,在Ti8cC12(H2O)8中,电子由H2O向Ti8cC12转移,在Ti8cC12(C2H4)4中,电子由Ti8cC12向C2H4转移.从Ti8cC12生成Ti8cC12(H2O)8能量降低,稳定性增加,生成Ti8cC12(C2H4)4能量升高,稳定性减小.     

锂化硼氮纳米管的二阶非线性光学理论研究

基于硼氮纳米管(BNNTs), 研究了多重锂化硼氮纳米管Li_n-(n,0,l)BNNTs(n=6和8, l=2~4)的结构与非线性光学性质. 研究表明, 在Li_n-(n,0,l)BNNTs中, Li原子上的自然键轨道电荷接近+1(0.769～0.827 e), 表明Li原子上的电子转移到了硼氮纳米管上, 从而形成了多重锂盐. 同时发现, 增加管长和拓宽管径都可有效地增加体系的一阶超极化率. 更重要的是, Li_n-(n,0,l)BNNTs的紫外-可见吸收主要发生在270~290 nm附近, 且当管长增加时, Li_n-(n,0,l)BNNT的紫外-可见吸收光谱发生了蓝移, 改善了非线性与透光性之间的关系. 此外, Li_n-(n,0,l)BNNTs还具有良好的稳定性[垂直电离势(VIP)=5.85～6.0 eV].     

电场调控的碳纳米管非线性光学开关及其管径效应

本文借助密度泛函理论方法获得了五个不同管径碳纳米管在外电场作用下的最优几何结构和相应的性质,研究了外电场对碳纳米管的结构和性质的调控作用.结果表明外电场导致了碳纳米管内部的电荷转移,引起了碳纳米管第一超极化率(β₀)的急剧增大.例如CNT(6, 3),当电场从0增大到工作电场F_w=80×10^-4 au时,碳纳米管的β₀值从0 au可增大到最大83695 au,导致了极大的β₀对比,因此碳纳米管成为新型的非线性光学(NLO)开关.新型NLO开关的管径效应表明,较大管径的碳纳米管具有更优的NLO开关性质.除此之外,电子吸收光谱表明这些碳纳米管具有小于300 nm和大于2500 nm的光学工作区,因此碳纳米管可成为一类新的灵敏、快速、可逆的紫外兼红外的NLO开关.     

C_7H_7~+系列碳正离子结构、稳定性及光谱研究

碳正离子是一种活泼的反应中间体,但由于它的高活性,往往寿命很短,实验观测比较困难。量子化学可以从理论上填补实验的空白。通过理论计算,可以了解各种碳正离子的结构、稳定性和光谱。Hoffmann等人在这方面做了大量的工作。我们用MINDO/3,CNDO/s+UGCI方法对一系列C_7H_7~+的结构、稳定性和光谱进行了系统的研究。     

含碱金属分子簇体系的结构和NLO性质

采用MP2方法优化得到Li(HF)n(n=2~4)体系的三个环型结构. 使用高水平的从头算方法MP2/6-311++G(3df,3pd)计算了它们的偶极矩μ0、极化率α0和一阶超极化率β0. 得出了大的一阶超极化率的变化规律, 并揭示出额外电子是引起大一阶超极化率的主要原因.     

碱金属化物M+@H6Aza222M'-·2MeNH2(M,M'=Li,Na,K)一阶超极化率的理论研究

采用B3LYP/6-31G方法优化得到具有有机笼状配体的碱金属化物M+@H6 Aza222M'- ·2MeNH2(M, M'=Li,Na,K)的9个实频结构, 并发现配体内部的碱金属原子M的位置随其原子序数的逐渐减小而具有偏向笼状配体一侧的趋势. 在优化的结构基础上, 使用BHandHLYP方法计算了该体系的非线性光学性质. 结果表明, 该体系具有很大的一阶超极化率(β0), 其中Na+@H6Aza222K-·2MeNH2 的一阶超极化率高达1280342 a.u., 且体系的β0值随着配体外部的碱金属M'的原子序数的增大呈单调递增趋势.