分析化学知识内容的模块化功能划分

将分析化学的理论教学与实验教学相统一,对其知识内容进行模块化构建。因为定量分析化学的核心任务是"量"的分析,围绕这个核心将其分为条件控制与定量计算两大板块。条件控制是定量分析的前提保证,可划分为基础理论研究和实际操作技术两部分。定量计算获得结果则是分析化学的最终目的,其划分为结果计算和结果评价两部分。经过模块化功能划分,分析化学知识结构构架清晰,具有纵向层次性、横向类比性,有助于培养学生归纳、总结知识和分析、解决问题的能力,使学生不仅能够较好地掌握知识内容,而且能够提升自主学习能力,最终实现终身学习。     

[Co(2,6-diaminomethylpyridine)(2-methylethylenediamine)Cl][ZnCl_4]体系中几何经式异构体的合成、结构解析和稳定性研究

合成了 [Co(bamp)(cmen)Cl]2＋ (bamp=2,6-二甲胺基吡啶; cmen=1,2-二胺基丙烷 )体系的两个经式异构体。利用一维及二维核磁共振 (2D NMR)技术,结合三元胺中吡啶环的磁屏蔽效应,对两个异构体在溶液中的结构进行了解析,对应于 Dowex 50Wx 2柱色层分离的第一色带的阳离子为 m2(cmen的 2位胺基与 Cl处于邻位 );第二色带的阳离子为 m1。由第一色带配合物制备的单晶晶体结构解析也表明其为 m2[ZnCl4]。用量子化学从头计算方法,在赝势基组 RHF/LANL2DZ的水平上研究了该体系两个经式几何异构体的稳定性,结果表明后者较前者稳定,但差别不大,与在合成条件下异构体平衡分布一致。由计算得到的几何优化键参数与晶体结构分析结果能较好地吻合。     

氢火焰离子化检测器校正因子的理论计算

根据FID检测器工作原理，提出一种相对质量校正因子的计算公式。由该公式出发可以推导出相对摩尔响应值（RMR）与化合物碳数的线性关系式和有效碳数的近似计算方法，并赋予原计算方法中的参数以明确的含意，解决了参数之间的矛盾。新方法的计算值同文献数据吻合良好。     

卤代苯和苯酚衍生物的位电荷密度能和logKow与－lgLC50的QSAR研究

以简易的量子化学方法计算了二十多种卤代苯和苯酚衍生物的FMO位电荷密度 能，并进行定量结构－活性相关（quantitive structrue biodegradability)研究 ，获得满意的结果。最后从生物酶促反应本质、污染物－生物酶的轨道控制反应角 度对QSAR提出新的解释。     

三苯基锡9-蒽甲酸酯的合成、表征、荧光、热稳定性及量子化学研究

在甲醇中三苯基氢氧化锡与9-蒽甲酸反应,合成了有机锡配合物[Ph₃Sn(O₂CC₁₄H₉)(MeOH)]₂·MeOH,经IR、¹H和¹³C-NMR、元素分析及X-射线单晶衍射表征结构。晶体结构分析表明:配合物中心锡原子为五配位畸变三角双锥构型。晶体中,配合物分子的羰基氧与近邻的甲醇氧、两相邻的甲醇氧间分别形成O-H…O氢键,组成一维S形链;经链内蒽环H与另一蒽环的C-H…π作用,进一步连接成梯状结构。两相邻梯状链间,通过配位甲醇的甲基H与另链苯环发生C-H…π作用扩展成二维网状。室温下,配合物在460nm处有较强的荧光发射(λ_ex=360nm)。热重分析表明,配合物在240℃以下能稳定存在。利用量子化学G03W软件,在LANL₂DZ基组对配合物的稳定性、前沿分子轨道组成及能量进行研究。     

一种含噻吩环酰腙及其Cu(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和抗氧化活性及量化计算

合成了一种酰腙类含硫Schiff碱4-(二乙胺基)水杨醛缩2-噻吩甲酰腙一水合物(H₂L·H₂O,1),采用扩散法制备了它的铜配合物[Cu(phen)L](2,phen=菲咯啉),通过元素分析、红外光谱、紫外光谱和X射线单晶衍射对它们进行了表征。1的晶体属正交晶系,P2₁2₁2空间群;2的晶体属单斜晶系,P2₁/c空间群。在2中H₂L以烯醇式脱除羟基质子与铜配位,中心离子的配位环境为畸变的四方锥构型。应用Gaussian 09程序,采用密度泛函方法(DFT),分别在B3LYP/6-31G(d)和UB3LYP/6-31G(d)水平对1和2进行了量化计算,对分子的前线分子轨道的能量和组成以及电子光谱进行了分析讨论。测试、分析了化合物的抗氧化活性。     

三(3,5-二氟苄基)氯化锡和四(邻氯苄基)锡的合成、晶体结构及量子化学

3,5-二氟苄基氯和邻氯基苄基氯在适当的溶剂中与锡粉反应,合成了三（3,5-二氟苄基）氯化锡（1）和四（邻氯苄基）锡（2）,经X射线衍射方法测定了新化合物的晶体结构。化合物1属单斜晶系,空间群为C2/c,晶体学参数：a=1.858 33（11）nm,b=1.140 98（7）nm,c=2.690 06（16）nm,β=109.288（10）°,V=5.383 6（6）nm³,Z=8,D_c=1.532 g·cm^-3,μ（Mo Kα）=13.61 cm^-1,F（000）=2 480,R₁=0.085 1,wR₂=0.168 1。化合物2属单斜晶系,空间群为P2₁/m,晶体学参数：a=0.585 54（5）nm,b=1.969 74（18）nm,c=0.857 86（8）nm,β=95.204 0（10）°,V=0.985 34（15）nm³,Z=2,D_c=1.805 g·cm^-3,μ（Mo Kα）=14.91 cm^-1,F（000）=524,R₁=0.054 0,wR₂=0.163 9;中心锡原子为畸变四面体构型。对其结构进行量子化学从头计算,探讨了化合物的稳定性、分子轨道能量以及部分前沿分子轨道的组成特征。测定了化合物的热稳定性。     

CO吸附原位红外光谱结合分子模拟计算研究FCC汽油加氢脱硫催化剂的选择性

以脱硫选择性不同的2组催化裂化汽油加氢脱硫催化剂为研究对象, 采用CO吸附原位红外光谱表征了2组催化剂的活性相特征, 并通过分子模拟计算方法比较了助剂Co加入前后噻吩和1-己烯在催化剂表面的电荷分布、吸附能及其加氢反应的活化能等, 探讨了助剂Co的加入对选择性加氢脱硫催化剂脱硫选择性的作用机理. 结果表明, 加氢脱硫催化剂CoMoS活性相的增加有利于提高催化剂的加氢脱硫/加氢降烯烃(HDS/HYD)选择性. 与1-己烯加氢位相比, Co的加入显著提高了噻吩分子加氢位的缺电子性, 噻吩在催化剂表面的吸附度增强, 显著降低噻吩加氢反应的能垒, 从而使噻吩加氢反应更易进行. 这也表明CoMoS为高HDS活性、高HDS/HYD选择性的活性相.     

通过红外光谱结合化学计量学方法研究奥克托今的合成机理

通过红外(IR)光谱在线监测醋酐法合成奥克托今(HMX)的反应过程, 采用渐进因子分析(EFA)结合多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)以及直观推导式演进特征投影法(HELP)等化学计量学方法对反应过程的光谱数据矩阵进行解析, 获得了各组分浓度变化曲线和对应的IR光谱; 并采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 在6-31G^*基组水平上得到该化合物的全优化结构, 在振动分析的基础上求得体系的振动频率和IR光谱. 通过对比发现, MCR-ALS和HELP法可得出相互验证的一致结论; 将通过量子化学计算的中间体的IR光谱特征吸收峰与2种方法进行比较, 结果吻合, 从而推导出合理的反应机理. 实验结果表明, 化学计量学方法结合在线红外光谱是研究反应机理的有效手段, 对反应路线的选择具有指导意义.     

H2在WO3表面解离吸附反应的第一性原理研究

采用第一性原理方法对H2在WO3表面的解离吸附反应进行了研究.首先通过清洁表面模型的计算,证明了c(2×2)重构表面是最稳定的WO3(001)表面构型;进而研究了4种可能的H2解离吸附模型,结果表明最可能的吸附反应为两个氢原子吸附在表面O1c原子上,氢原子被氧化在表面形成水,同时伴随着产生一个表面氧空位.态密度结果表明氢的吸附导致体系能带下移,导带部分填充电子,从而阐明了实验中WO3吸附H2后电导率上升的微观机理.