乙烯酮自由基（HCCO^·）与二氧化氮（NO2）反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//MP2/6-311G(d,p)+ZPE水平上对反应HCCO+NO2进行了计算,建立了反应势能面.此反应由反应物通过三步反应到达产物.首先,NO2的O原子进攻HCCO自由基中与H相邻的C原子,形成异构体1[ONOC(H)CO]或2[H(CONOC)O].然后,异构体1和2通过N_O键的断裂形成产物NO和OC(H)CO.最后,产物中的OC(H)CO可以通过C_C键的断裂进一步分解为HCO和CO.由HCCO+NO2反应得到产物NO+HCO+CO.

SiNP分子结构及稳定性的理论研究

采用B3LYP/6-311G(d),QCISD和CCSD(T)方法,对单重态和三重态SiNP体系的异构化进行了研究.在QCISD/6-311G(d)水平下,得到了7个稳定的异构体,它们由4个过渡态所连接,其中三重态线型异构体SiNP(31,3Σ1),单重态环状异构体SiNP(14,1A′)和单重态线型异构体SiNP(11,1Σ)都具有较大的热力学及动力学稳定性.

HCNO分子裂解机理的理论研究

实验提示应用248nm UV波长对HCNO分子进行直接光解,该分子可能发生裂解,得到某些产物.为了揭示HCNO分子的裂解机理,选择HCNO分子的一组相对能级作为理论研究的起始点,即1A'(0.00kJ/mol),3A'(255.01kJ/mol),3A"(282.37kJ/mol)和1A"(341.59kJ/mol),进而找到了合理的反应路径,阐明了相应的裂解机理,得到的主要产物为H+NCO,HCN+O和NH+CO,与实验提示的结果相符合.

乙炔基自由基C_2H与氧气反应的密度泛函理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论 (DFT)对C2 H自由基和O2 的反应进行了研究 .在B3LYP/6 3 11G 水平上优化了反应通道上各驻点 (反应物、中间体、过渡态和产物 )的几何构型 ,并计算出它们的振动频率和零点振动能 (ZPVE) .各物种的总能量由CCSD(T) /6 3 11G //B3LYP/6 3 11G 给出 ,并对能量进行了零点能校正 .计算结果表明 ,反应物中自由基C2 H中的边端C进攻O2 形成了中间体 1(HCCOO) ,中间体 1是一个加合产物 .由中间体 1经过不同的反应通道可以生成不同的产物P1(HCO +CO) ,P2 (HCCO +O) ,P3 (CO2 +CH) ,P4(C2 O +OH)和P5( 2CO +H) .反应通道之间存在着竞争机制 .其中P1,P2 是主要产物 ,其次还有一定比例的P5生成 ,而产物P3 ,P4的生成几率较低 .

氧气和CS自由基反应势能面的密度泛函理论研究

应用量子化学从头计算和密度泛函理论 (DFT)对O2 和CS自由基的反应进行了研究 .在B3LYP/6 3 11G 水平上计算出了各物种的优化构型、振动频率和零点振动能 (ZPVE) .各物种的总能量由CCSD(T) /6 3 11G //B3LYP/6 3 11G 给出 ,并对总能量进行了零点能校正 .计算结果表明 :CS自由基中的C端沿着O2 的双键中线方向进攻 ,进行加成反应 ,反应的第一步放出大量的热量 ( 4 5 1kJ/mol) ,推动反应继续进行 .从稳定的中间体 4(Cs)出发 ,反应主要通过O的相邻位置的迁移生成P1 (CO +SO)和P3 (COS +O) ;通过S的相邻位置的迁移生成了重要的反应复合物 (complex 1) ,进一步离解为产物P2(CO2 +S) .

亚甲基自由基（^3CH2）与SO反应机理的理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT),对3CH2自由基与SO分子反应的单、三重态势能面进行了研究.在UB3LYP/6-311G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型.在CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明:主要的反应通道都在单重态势能面中,反应物中自由基3CH2的C原子进攻SO分子中的O原子是主要的进攻方式,反应主产物是P1(HS+HCO).反应热为-349.06kJ?mol-1.

类硅烯H2SiClBeCl的结构及异构化反应

用DFT和QCISD方法研究了类硅烯H2SiClBeCl的构型与异构化反应.结果表明,类硅烯H2SiClBeCl有三种平衡构型,其中四面体构型能量最低,是其存在的主要构型.对平衡构型间异构化反应的过渡态进行了计算,求得了转化势垒.计算模拟了最稳定构型的红外光谱.

用从头算法研究高氯酸钠溶液中存在的离子缔合物种及缔合过程

采用量子化学计算方法在HF/6-31+G*水平下对高氯酸钠溶液中可能存在的离子缔合物种及浓度升高时溶液中发生的离子缔合过程进行了研究.高氯酸根与水合钠离子可形成溶剂共享离子对、接触离子对、三离子及多离子团簇等离子缔合物种,当体系中水比较充足时,钠离子可以保持较规整的六配位八面体构型,而当水分子比较少时,则生成不规则的五配位构型.以上水合离子缔合物种中的ν1-ClO4-频率与水合硝酸根中的参比值相比,分别发生4.7,8.5及14～17cm-1的蓝移,除以影响因子后,其与实验结果符合得很好.通过将计算结果与实验结果进行对比,高氯酸钠溶液在浓度升高时发生离子缔合的过程可简略表示为"自由水合离子→溶剂共享型离子对→单齿接触离子对→阳-阴-阳型三离子团簇→链状多离子团簇→网状多离子团簇→无定形晶体".这个过程与硫酸镁相似,而与硝酸镁、高氯酸镁和硝酸钠不同.

氯代苯阳离子的密度泛函理论研究

采用B3LYP方法及6-311G(d,p)和6-311+G(d,p)基组,对12种氯代苯阳离子进行了理论研究,优化其电子基态的结构,计算了对应分子的垂直电离势(VIP)和绝热电离势(AIP).依据Jahn-Teller理论,确定了1,3,5-C6H3Cl3+和C6Cl6+离子分别具有C2v(2B1)和D2h(2B2g)结构(对应分子分别为D3h和D6h结构).其余10个离子的构型的对称点群与对应分子相同,但构型参数值有明显差别.用B3LYP方法计算的各氯代苯分子的垂直电离势和绝热电离势与实验值符合得很好.

O+HCNO反应势能面的理论研究

采用CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPVE方法对反应O+HCNO进行了研究.通过反应势能面揭示了该反应的机理,通过H或O迁移等多步反应路径得到3种产物,其中,P1(HCO+NO)为主要产物,P(HNO+CO)和P(NCO+OH)为次要产物.为进一步实验研究提供了参考.

C_2H与HO_2双自由基反应的密度泛函理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT)对C2H与HO2双自由基的单重态反应进行了研究.在UB3LYP/6-311G水平上优化了反应通道上各驻点(反应物、中间体、过渡态和产物)的几何构型.在CCSD(T)/6-311G水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明,反应物中自由基C2H的边端C进攻自由基HO2的边端O是主要的进攻方式.首先形成了中间体1(HCCOOH),由此经过不同的反应通道可以得到主要产物P1,次要产物P2,P3和P5.生成P1的反应热为-814.40kJ/mol.自由基C2H的中间C进攻自由基HO2的边端O是次要的进攻方式,可以得到产物P4和P6.根据势能面分析,所有反应均是放热反应.

D-π-A-π-D型萘基衍生物的电子、光谱和电荷传输性质

采用量子化学方法研究了给体-π桥-受体-π桥-给体(D-π-A-π-D)型萘基衍生物及其"CH"/N杂原子取代衍生物的电子、光谱和电荷传输性质.计算结果表明,分子结构的变化引起了电子结构和能隙的变化,进而改变了吸收和发射光谱.其中,衍生物的最大发射波长几乎覆盖了可见光区域(447.7-743.1nm).而且,光谱的Stokes位移较大(106.1-222.4nm),产生的原因在于,与基态结构相比较,衍生物的激发态结构中分子主干存在两个相连部分更为平面的构型.计算结果还显示,所有衍生物都可以作为有机电致发光二极管中的空穴传输材料.

H＋HCNO反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPVE水平下,对反应H+HCNO进行了研究.建立了反应势能面,揭示了该反应的反应机理,通过H迁移、N—O键或C—N键断裂等多步反应,得到4种产物,其中最主要产物为P1(HCN+OH).

NO＋HCCCO反应势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,p)//B3LYP/6-311G(d,p)+ZPVE水平下,对反应NO+HCCCO进行了研究.建立了反应势能面,揭示了该反应的反应机理,通过O迁移、C—C键或N—O键断裂等多步反应,得到4种产物,其中,最主要产物为P1(HCCO+NCO).

自由基CS与O_2最佳反应通道的理论研究

应用量子化学从头算和密度泛函理论(DFT),对CS自由基与O2分子反应的单、三重态势能面进行了研究.在UB3LYP/6-311G(d,p)水平上优化了反应通道上各驻点的几何构型.在CCSD(T)/6-311G(d,p)水平上计算了各物种的单点能,并对总能量进行了零点能校正.研究结果表明:主要反应通道在三重态势能面中.主要产物是P3(OCS+3O),次要产物是P1(CO+SO).

Carbon, Nitrogen, and Chalcogen Substitution Effects on 2,1,3-Benzothiadiazole Derivative： Theoretical Investigations of Electronic, Optical, and Charge Transport Properties

A series of CH2, NH, O, and Se substituted 2,1,3-benzothiadiazote derivatives have been designed and investigated computationally to elucidate their potential as organic light-emitting materials for organic light-emitting diodes. Both ab initio Hartree-Foek and hybrid density functional methods are used. It is found that S by CH2, NH, O, and Se makes it possible transport properties of the pristine molecule adjusting the central aromatic ring by replacing to fine-tune the electronic, optical, and charge

NC_2S^+离子的结构和稳定性的理论研究

在密度泛函和从头算理论水平下计算了单重态的NC2S+离子的结构、能量、光谱以及稳定性.在B3LYP/6-311G(d)水平下,得到8个异构体,它们由15个过渡态相连接.在CCSD(T)/6-311+G(2df)//QCISD/6-311G(d)+ZPVE水平下,得到能量最低的异构体是直线型的具有1Σ电子态的NCCS+(1)(0.0kJ/mol),其次是直线型的异构体CNCS+(2)(54.8kJ/mol).两个低能量的异构体1和2及另外一个高能量的直线型异构体CCNS+(3)(323.8kJ/mol)都具有相当大的动力学稳定性,这三个异构体在具备一定条件的实验室和星际条件下是可以进行观测的.分析了这3个异构体的成键性质.

COCl_2…NH_3和COCl_2…H_2S体系的理论研究

在MP2水平上,用aug-cc-pVTZ基组对COC l2…NH3和COC l2…H2S体系进行几何优化和频率计算,同时使用Counterpoise技术进行BSSE校正,分别得到4个COC l2…NH3和2个COC l2…H2S无虚频的稳定结构:N(S)…C连接的构型(Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ)和N(S)…C—lC直线型连接的构型(Ⅲ,Ⅳ,Ⅵ).第一类构型比第二类构型相互作用能更大、更稳定.在得到的6个稳定络合物中,络合物Ⅰ是最稳定的.

锂取代乙烯酮与水分子之间相互作用的从头算

在MP2/6-311++G**水平上,研究了5种复合物的几何结构型和成键特征,对能量、自然键轨道和分子中的原子进行了分析.结果表明:当锂取代3位置时,锂的电子性质突出,体系的偶极矩增加,锂的离子性质增强,通过体系共轭作用,增加了端基氧的电负性,氧的电负性质增强使得氧的给电子能力增强;当锂取代1和2位置时,锂与双键形成π-Li键或者锂与氧形成六元环结构.光谱分析表明:锂取代3位置时,红外光谱发生红移;当锂取代1和2位置时,由于锂的离子性很强,光谱发生蓝移.

磁力可开关的永磁轮设计与优化

为解决爬壁机器人的永磁轮吸附力无法改变、作业完成后很难从壁面取下的问题,设计了一种磁力可开关的永磁轮。采用Maxwell软件对永磁轮的吸附单元进行了参数化优化设计,使得爬壁机器人的永磁轮能以较小的质量提供400 N左右的吸力,并能关闭磁力以便工作人员将爬壁机器人从壁面分离。