配体稳定的二元过渡金属团簇[PdAu8(PR3)8]2＋(R＝Me, OMe, H, F, Cl, CN)的量子化学理论研究

采用从头计算MP2方法和密度泛函理论方法, 对过渡金属团簇[PdAu₈(PR₃)₈]^2＋(R＝Me, OMe, H, F, Cl, CN)的几何结构、电子结构以及团簇各组成部分之间的结合能进行了研究. MP2方法和SVWN局域泛函能够对团簇的结构给予准确的描述, 而离域泛函BP86, PBE, BLYP和杂化泛函B3LYP则过高地估计了团簇的几何结构参数. 电子结构研究表明Pd, Au原子通过 d电子的成键作用构成团簇内核[PdAu₈]^2＋, [PdAu₈]^2＋与PR₃配体则通过“σ给予/π反馈”模式成键. PR₃配体与[PdAu₈]^2＋的结合能够加强Pd-Au之间的成键作用, 增大前线轨道能级间隙, 从而提高团簇的稳定性. PR₃配体中R基团供、吸电能力的变化对[PdAu₈(PR₃)₈]^2＋结构的影响较小, 但对[PdAu₈]^2＋-PR₃结合能的影响较大. 能量分析显示不同PR₃与[PdAu₈]^2＋之间具有相近的轨道作用能, 与R基团供、吸电能力相关的非轨道作用能成为影响两者连接牢固程度的决定因素.     

鸟嘌呤四链体中K＋移动路径的预测

结合鸟嘌呤四链体(G4)的结构特点, 取G4中的一个K^＋与一片g-tetrad (g-tetrad-K^＋)为研究对象, 和一个K^＋与两片g-tetrad (1,2-g-tetrads-K^＋和2,3-g-tetrads-K^＋)为研究对象. 为g-tetrad-K^＋, 1,2-g-tetrads-K^＋和2,3-g-tetrads-K^＋三体系中的K^＋设计了几种移动路径, 来探讨G4中K^＋与g-tetrad的作用. 首先分别应用从头计算MP2/6-31G(d,p)和ABEEMσπ/MM(σπ水平的原子键电负性均衡原理融入到分子力学)方法, 对g-tetrad-K^＋中K^＋移动过程中体系的结构和能量变化进行了详细研究. 结果表明ABEEMσπ/MM方法能够准确地描述g-tetrad-K^＋体系的结构、结合能等性质. 为了更接近实际体系, 进而用ABEEMσπ/MM方法预测了更大的体系: 一个K^＋和两片g-tetrad. 由于体系较大, MP2方法无法计算其结合能. ABEEMσπ/MM方法对g-tetrad-K^＋, 1,2-g-tetrads-K^＋和2,3-g-tetrads-K^＋体系中K^＋移动而产生的结合能变化表明: 如果吸收足够的能量, G4中K^＋最容易沿α方向移出.     

讨论乙烷的稳定构象

利用Gaussian98对乙烷的两种典型构象——交叉式和重叠式进行结构几何优化、频率分析和能量计算,通过计算结果的比较分析确定其稳定构象;并对导致稳定构象原因进行简单讨论。     

热化学循环

恒温,确定反应的始态(A)和终态(B)后,反应的焓变和过程无关.如图1中ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,若已知其中任意3个ΔH,可得第4个ΔH.热化学循环可被用于计算无法或很难用实验方法得到的数据.本文讨论几个和教学有关的问题.     

槲皮素抗氧化活性的密度泛函理论研究

采用杂化密度泛函理论(DFT)方法, 预测了黄酮类化合物槲皮素分子的几何结构、电子结构和脱氢解离焓, 分析了这些性质与分子活性位的关系, 探讨了槲皮素分子的抗氧化活性, 即与活性氧自由基•OH, •OOH和 的反应机理. 在B3LYP/6-31＋G(d)水平下, 计算得到的槲皮素分子脱氢自由基的相对稳定性、脱氢解离焓和氢提取过程的活化能都表明, 槲皮素中的4 -羟基活性最高, 最有可能参与自由基的清除. 4 -羟基位的这种反应活性主要来源于相邻羟基之间的弱氢键相互作用. 深入研究槲皮素分子的抗氧化机理, 有助于更合理地设计和合成新的抗氧化剂.     

具有聚酰胺结构特征的有机非线性光学材料的分子设计

有机非线性光学材料具有非共振系数大,响应时间短,光损伤阈值高等优点,是当前材料科学的重要前沿课题之一,[1-2].目前主要采用改变取代基性质和共轭长度等方法来优化非线性光学极化率和透光性之间的关系[3-4].本文设计了一种新的结构,即在共轭链上含有多个交替排列的供电基团(D)和吸电基团(A),运用量子化学方法研究了这种聚酰胺分子的结构,非线性光学性质和电子光谱,发现它们的非线性光学系数随链长增大,而电子吸收波段并不发生红移.     

CBr+O2反应在二重态势能面上的机理研究

用UB3LYP/6-311++G(d,p)和QCISD(单点能)的方法考察了CBr+O2反应在二重态势能面上的反应机理。研究发现该反应在高温过程中重要,且有两个产物通道,它们分别是BrCO+O和Br+CO2,其中前者为优势通道。为了弄清溴原子取代对次甲基与氧气反应的机理的影响,我们对CBr+O2反应与CH+O2反应的相似性和差异也作了讨论。结果表明:两反应的第一步都是CX(X=H,Br)自由基与氧气反应生成链状过氧化物XCOO,且溴原子取代对反应的活性、产物通道的数量和产物的形成过程等都有影响。     

手性配合物[M(bipy)_3]~(2+)(M=Fe,Ru,Os)圆二色谱的理论解析

应用密度泛函理论,在DFT/B3LYP/LanL2DZ水平上优化了铁族配合物[M(bipy)3]2+(M=Fe,Ru,Os;bipy=2,2′-联吡啶)在溶液中的基态几何结构,并用TDDFT/B3LYP方法和相同的基组计算了该类配合物的激发能、旋转强度和振子强度,绘制了相应的圆二色谱.计算的谱带位置虽有一定的红移或蓝移,但各谱带的带形和符号均与实验谱吻合.对跃迁性质的分析表明,三个配合物在长波区,除[Fe(bipy)3]2+的第一个谱带是以d-d跃迁为主外,其他谱带均是荷移跃迁为主.短波区的两个强带则是以π-π*跃迁为主的激子耦合带:对于铁配合物,TDDFT可以正确预言其正负带的强度比,但对钌和锇配合物而言,由于对激子跃迁中荷移成份的贡献估计不足,计算的比值偏小.这一结论为进一步改进有关的计算模型指明了方向.     

Li(NTO)(H2O)2的热分解行为及其结构与性质的关系研究

摘要在水中合成了3-硝基-1,2,4．三唑-5-酮(NTO)的锂盐Li(NTO)(H2O)2,利用DSC,TG／DTG和IR方法研究了其金属配合物的热分解机理,并用Kissinger法、Ozawa法、积分法和微分法对标题配合物进行了非等温动力学研究,得到了热分解反应的动力学参数,确定了热分解第一阶段的动力学方程及配合物的热爆炸临界温度(Tb)为289．33℃．采取RHF／6-31G,DFT-RB3LYP／6-31G方法对标题化合物进行了几何全优化,并对其成键情况、电荷分布和化合物的稳定性进行了分析．