SiH_4与Na、Mg和Be等金属氢化物分子间反向氢键相互作用

在B3LYP/6-311++g**、MP2/6-311++g(3df,3pd)及MP2/aug-cc-pvtz水平上分别求得H3SiH…MeHn(Me=Na,Mg,Be;n=1或2)复合物势能面上的3个稳定构型,探讨了以Si-H为电子供体的红移反向氢键相互作用(IHB).经MP2/6-311++g(3df,3pd)水平的计算,在3个复合物中,含基组重叠误差(BSSE)校正的单体间相互作用能分别为-5.98、-8.65和-3.96kJ.mol-1,与MP2/aug-cc-pvtz水平下计算得到的-6.18、-9.12和-4.28kJ·mol-1接近,可见3个反向氢键复合物的相对稳定性顺序为:SiH4...MgH2SiH4...NaHSiH4...BeH2.NBO分析及对相关原子化学位移的计算表明,在复合物中,电子流向总体表现为SiH4→MeHn(n=1或2),且直接参与反向氢键形成的H3的化学位移向低场移动.与传统氢键相比,这里Si1-H3既是氢键供体,又是电子供体,从而形成反向氢键相互作用.另外,采用分子中原子理论(AIM)分别对各复合物中相关键鞍点处的电子密度拓扑性质进行了分析,结果表明3个复合物中均存在以静电性质为主的分子间反向氢键弱相互作用.     

1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙钳形受体对卤素阴离子的识别机理

采用密度泛函B3LYP(Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr)和HF(Hatree-Fock)方法, 从理论上探讨了1,3-双(1-苯基-1H-四唑-5-巯基)-乙酰苯腙(DAPHZ)钳形受体对卤素阴离子的识别机理,结果发现DAPHZ受体以其钳形结构中的-N-H基团与卤素阴离子间形成双侧红移氢键进行识别. 经BSSE校正后DAPHZ•••F-, DAPHZ•••Cl-和DAPHZ•••Br-体系的分子识别相互作用能ΔECP分别为-327.5,-163.5和-148.3 kJmol-1, 说明钳形DAPHZ受体对F-具有最好的识别能力. 此外, 采用自然键轨道(NBO)计算, 相关H原子化学位移计算及分子中原子(AIM)等理论分析了识别体系中红移氢键的电子结构和性质, 结果表明APHZ受体对卤素阴离子的识别能力的相对顺序为DAPHZ•••F- >> DAPHZ•••Cl- ≈ DAPHZ•••Br-.     

AMT对青铜文物缓蚀作用理论研究

：5-氨基-2-巯基-1,3,4-噻二唑（AMT）能和青铜器表面铜离子作用生成一种配位型聚合物的保护膜[AMT –Cu (Ⅰ)]n,并将其中的氯离子置换出来,避免了青铜器的进一步腐蚀。为了深入了解AMT的缓蚀作用机理,本文采用密度泛函理论（DFT）和自然键轨道理论（NBO）,在B3LYP/6-31+G（d, p）水平上对AMT中反应活性位点的确定及活性原子所带电荷和杂化形式作了分析,并利用Multiwfn波函数分析了反应前后前线轨道能的变化。结果表明,-SH基中的S原子能与Cu(Ⅱ)形成有效的共价键,而N6原子可与Cu(Ⅱ)离子形成配位键,促使聚合物膜[AMT-Cu(Ⅰ)]n的形成。并且从概念DFT的活性指数（主要为 , , , , ）比较中发现,AMT-Cu(Ⅰ)-H较AMT的亲电性指数增加,有利于形成高聚物膜,而且反应前后AMT构型中的Ｃ、N、S却始终在同一平面,而C-S和C-N键键长和键角均有不同程度的变化。     

二氯卡宾与甲醇及甲硫醇插入与氢抽提反应的量子化学计算

利用密度泛函和自然键轨道理论及电子密度拓扑分析方法，对单、三重态CCl2与CH3MH（M=O，S）中C—H和M—H键的插入反应及抽提氢反应进行了研究．在B3LYP／6-311G（d，p）水平上优化了势能面上构型，并以频率分析和内禀反应坐标法进行了确认．计算了各物种的CCSD（T）／6-211G（d，p）能量．结果表明，主反应通道主要发生在单重态势能面中，单重态CCl2既可以与C-H及M—H键发生插入反应，存在四条主反应通道，分别生成P1[CH3OCHCl2，反应Ⅰ（1）]，P3[Cl2HCCH2OH，反应Ⅰ（2）]和PS[CH3SCHCl2，反应Ⅱ（1）]，P7[Cl2HCCH2SH，反应Ⅱ（2）]，也可以与CH3MH发生抽提氢反应，分别生成P4[CH2O＋CH2Cl2，反应Ⅰ（3）]和P8[CH2S＋CH2Cl2，反应Ⅱ（3）]．同时，存在三重态CCl2与CH3SH插入生成^3P4[CH3SCHCl＋Cl]的反应通道．进一步对反应通道上的关键点进行了自然键轨道和电子密度拓扑分析．     

HOCl…HCOCl复合物的结构和电子性质

在DFT-B3LYP/6-311++G**水平上求得HOCl+HCOCl复合物势能面上的四种稳定构型(S1,S2,S3和S4).其中,在复合物S1和S3中,HOCl单体的5H原子作为质子供体,与HCOCl单体中作为质子受体的10原子相互作用,形成红移氢键复合物;在复合物S4中,HOCl单体的7Cl原子作为质子供体,与HCOCl单体中作为质子受体的IO原子相互作用,形成红移卤键复合物;而在复合物S2中,同时存在2C-3H…6O蓝移氢键和4Cl…5O相互作用.在MP2/6-311++G**水平上计算的单体间的相互作用能考虑了基组重叠误差(BSSE)和零点振动能(ZPVE)校正,其值在-5.05与-14.76 kJ·mol-1之间.采用自然键轨道理论(NBO)对两种单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键键鞍点处的电子密度拓扑性质.     

2，7′-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉及其金属有机配合物的密度泛函和自然键轨道理论计算

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31G水平上对2,7′-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉(2,7′-Ethq₂)及其3种金属M(M=Zn,Mg,Be)有机配合物M(2,7′-Ethq₂)₂的结构进行了全优化,并用ZINDO和TDDFT方法计算了它们的吸收光谱。同时,利用自然键轨道理论(NBO)对分子内氢键进行了分析。结果表明,光谱计算值与实验值基本符合,该类化合物均具有较大的电子亲和能,改变中心金属原子对配合物吸收光谱性质影响不大。和2,7′-Ethq₂相比,M(2,7′-Ethq₂)₂的吸收光谱产生明显红移。2,7′-Ethq₂及其M(2,7′-Ethq₂)₂分子内存在较强的氢键,氢键与环上的碳原子形成五元环,分子内氢键的存在使分子的稳定性增加。     

CX2(X=F, Cl, Br)与CH3CHO中C－C键插入和环加成的理论模拟

采用密度泛函[DFT]和自然键轨道理论[NBO]及高级电子耦合簇[CCSD(T)]和电子密度拓扑分析[AIM]方法, 研究了单重态二卤卡宾CX2(X=F, Cl, Br)与乙醛CH3CHO 中C—C键的插入反应及其环加成的反应机理. 在B3LYP/6-31G(d)水平上优化了各驻点构型, 用频率分析和内禀反应坐标法(IRC)对过渡态进行了验证, 计算了各物种的CCSD(T)/6-31G(d, p)单点能量. 用经Wigner校正的Eyring过渡态理论分别计算了1大气压下主反应通道的热力学与动力学性质, 并对反应通道中构型进行了自然键轨道及电子密度拓扑分析. 结果表明, CF2与CH3CHO反应的主产物是P2F[CH3CF2CHO: 插入CH3CHO中C-C键, 反应I(2)], 而CCl2及CBr2与CH3CHO反应的主产物是P1Cl[Cl2COCHCH3: 成环反应II(1)]及P1Br[Br2COCHCH3: 成环反应III(1)], 1大气压下, 反应I(2)和II(1)及III(1)进行的适宜温度范围分别为400~1300K和400~1000K.     

共价作用于自组装膜修饰电极表面的多巴胺电化学行为研究

在过去的半个世纪里,由于多巴胺 (DA)在神经传导中的重要作用,引起了分析工作者尤其是电分析工作者的广泛兴趣.     

激发态1，2-二硫环丁烯去活性和异构化机理的理论研究

运用完全活性空间多组态CASSCF方法研究了激发态1,2-二硫环丁烯（1,2-Dithiete）势能面交叉机理．自旋．轨道耦合（SOC）常数采用完全Pauli-Breit旋轨耦合算符（包括单电子和双电子项）进行计算,其强度为198．37或211．35cm^-1,对不同自旋态跃迂起着重要作用．研究结果表明：光激发1,3-dithiol-2-one导致形成主要产物trans—dithioglyoxal（Trans-MinS0）和次级产物thiolthioketene．计算与实验观察结果一致．     

石墨炔结构及性能的理论研究

石墨炔作为一种新的稳定的碳同素异形体, 由于其独特的结构和性能, 预计可广泛地应用于纳米材料及器件中.在本文中, 我们采用B3LYP/6-31+G*理论研究了其结构参数、Wiberg键级以及芳香性. 计算结果表明, 所有的碳原子的p-电子参与形成了非定域的π-键, 使得所有C—C键长平均化. 苯环的核独立化学位移比乙炔形成的不等边六边形的更负, 表明苯环的芳香性更强. 该化合物的拓扑性质与Wiberg键级的计算结果也一致. 另外, 该化合物的LUMO (0.27 eV)带宽大于其HOMO (0.24 eV)的带宽, 表明它应该是n-型材料. 当采用对称性破缺方法重新对该化合物优化后, 计算结果显示该化合物含有3.6个未成对电子, 并具有一定的化学反应活性.