“薛定谔方程–近似模型–核心概念–简单应用”——构建原子/分子结构教学内容的逻辑框架与知识点图谱

针对结构化学课程知识点繁多和概念碎片化、学生难以形成学科框架和完整知识体系的困境,本文提出以“薛定谔方程–近似模型–核心概念–简单应用”为主线,以一维势箱自由粒子模型、单电子类H体系、多电子原子、H_(2)^(+)分子离子、H_(2)分子、多原子分子等“六条分支”来构建学科的逻辑框架与知识点图谱。使碎片化的知识重构关联,形成完整的知识链,帮助学生理解重要概念的逻辑关系、产生脉络及相互联系,并且为学生提供知识迁移的情境,达到知识理解与运用的目的。

Haddon模型视角下大数据和人工智能在COVID-19疫情防控中的应用分析

大数据和人工智能技术在新型冠状病毒感染(COVID-19)疫情防控中发挥了积极作用,但是目前鲜有研究对其应用情况和未来趋势进行综合探讨。本研究从COVID-19疫情防控面临的问题出发,在介绍大数据和人工智能技术优势的基础上,对疫情防控过程中常用的大数据和人工智能技术及其实际应用案例进行概述;并基于Haddon模型视角,从疫情发生前、发生中和发生后3个阶段,针对传染病的传染源、传播途径和易感人群三要素,对大数据和人工智能技术在其中的应用进行了深入探讨。研究结果对明确大数据和人工智能技术在COVID-19疫情各流行阶段的积极作用及发展应用方向,提升疫情的防控效率和质量,有效应对未来新发传染病等具有重要意义。

钒硫团簇V_2S_2^+、V_3S_4^+的结构和稳定性

用ahinitio分子轨道方法（RHF，UHF）和密度泛函（DFT）方法研究了团簇V2S+2、V3S+4的各种可能的几何构型和电子结构，所得理论计算能较好地解释有关实验结果．

葫芦脲[7]与核黄素包结物的可能结构和光谱性质

利用密度泛函理论对葫芦脲[7]和核黄素包结物的可能结构进行了理论计算.从5种可能结构分析主客体在包结物中的作用得出:核黄素作为客体分子与主体葫芦脲[7]分子通过不同官能团作用可形成稳定性不同的包结物,其中以核糖醇的羟基插入到葫芦脲[7]分子的腔体与其端羰基氧原子形成较多的氢键最稳定.在理论上证明了此包结反应为一放热反应的实验事实,并进一步说明了包结物分子的相对稳定性受主客体分子的几何畸变能和主客体之间作用能的影响,说明了成键能和稳定性之间的区别.在此基础上利用时间相关的密度泛函理论进行了不同构型包结物的激发态计算并对光谱性质进行了理论预测.比较了包结物中核黄素分子的跃迁轨道的组成变化,分析得出:葫芦脲[7]的包结作用改变了核黄素分子的电子跃迁性质,使其吸收光谱发生红移.并预测出其荧光猝灭的微观机理,此理论计算结果很好地解释了相应的实验现象.

硅-硫团簇(SiS_2)_n^+(n=1—3)的结构和振动光谱的量子化学研究

用密度泛函 ( DFT)方法研究了硅硫团簇 ( Si S2 ) + n ( n=1— 3 )的各种可能的几何构型和电子结构 ,并计算了相应的振动光谱 ,得到 ( Si S2 ) + n 的生长规律 ,由此预测了 ( Si S2 ) + n 团簇的形成机理 .

钴硫团簇Co_nS_(n-1)^+(n=2,3)的结构和稳定性

用 ab initio分子轨道方法 (RHF,U HF)和密度泛函 (DFT)方法研究了团簇 Co2 S+ ,Co3 S+ 2的各种可能的几何构型和电子结构 ,并计算了相应的较稳定构型的振动光谱 ,发现 Co2 S+ 和Co3 S+ 2 团簇最稳定结构均具有 Cs对称性 .

硅硫二元团簇(SiS_2)_n^-(n=1—5)的结构和振动光谱的量子化学研究

用密度泛函 ( DFT)方法研究了硅硫团簇 ( Si S2 ) - n ( n=1— 5)的可能几何构型 ,并计算了相应的振动频率 ,得到稳定构型的振动光谱 .比较其稳定构型可得到团簇的生长规律 。

硅-硫二元团簇[(SiS_2)_nS]^-(n=1～4)的结构和稳定性的量子化学研究

用密度泛函 ( DFT)方法 ( B3LYP/ 6-31 +G* )研究了硅硫团簇 [( Si S2 ) n S]-( n=1～ 4 )的可能几何构型 ,得到各稳定构型的电子结构 ,并计算了相应的振动频率 ,预测了稳定构型的振动光谱 .由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律 。

硅硫团簇[(SiS_2)_nS]^+(n=1～4)的结构及振动光谱的量子化学研究

用密度泛函(DFT)方法(B3LYP/6-31G(?))研究了硅硫团簇[(SiS_2)_nS]^+(n=1～4)的可能几何构型,得到各稳定构型的电子结构,并计算了相应的振动频率,预测了稳定构型的振动光谱.由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律,并可初步预测团簇的形成机理.

硅硫二元团簇[(SiS_2)nSiS]^+(n=1～3)的结构和稳定性的量子化学研究

用密度泛函 (DFT)方法 (B3LYP/ 6 - 31G )研究了硅硫团簇[(SiS2 ) nSiS] +(n =1～ 3)的可能几何构型 ,得到各稳定构型的电子结构 ,并计算了相应的振动频率 ,预测了稳定构型的振动光谱 .由其稳定构型的比较可在理论上预测团簇的生长规律 ,并可初步预测团簇的形成机理 .

聚苯撑乙炔螺旋异构体的结构和吸收光谱性质研究

利用自主装的方法,以苯乙炔单元分子结构为基础,参考基元分子聚合的可能位置异构特征,设计一系列聚苯撑乙炔的特征三维螺旋分子结构。利用量子化学密度泛函理论计算方法对聚苯撑乙炔低聚物的结构、稳定性、激发能、轨道组成、激发态电子跃迁性质等进行了理论研究。从理论上系统地分析其聚合物链空间几何结构和性质对聚合物光谱性质的影响。本研究可为聚苯撑乙炔分子材料光谱性能的调制和设计提供基本的理论支持。

弓形虫棒状体蛋白18的原核表达及免疫分析

目的克隆刚地弓形虫ROP18基因,进行原核表达及重组蛋白的免疫分析。方法提取弓形虫RH株基因组DNA,经PCR获得ROP18基因片段,经双酶切分别连入原核表达载体pET-28a(+)和pET-32a(+),构建重组表达载体pET28a-ROP18和pET32a-ROP18,并转化大肠杆菌BL21(DE3)。IPTG诱导表达后,收集菌体进行SDS-PAGE电泳及Western-blot检测。结果 PCR得到约1 665bp目的基因片段,单、双酶切及PCR鉴定结果显示成功构建重组表达载体pET28a-ROP18和pET32a-ROP18;经IPTG诱导后,ROP18基因在大肠杆菌中高效表达;SDS-PAGE电泳及Western-blot分析显示,pET28a-ROP18在相对分子质量约60kD的位置出现目的蛋白条带,pET32a-ROP18在相对分子质量约83kD的位置出现目的蛋白条带,均与理论值相符;Western-blot结果显示重组蛋白与弓形虫慢性感染小鼠血清具有特异免疫反应性。结论成功克隆和表达了ROP18基因,所表达的重组蛋白具有免疫效应,为其功能研究奠定基础。

银硫二元团簇[Ag·(Ag_2S)_n]^+(n=1,2)的从头算研究

用ａｂｉｎｉｔｉｏ分子轨道限制Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ（ＲＨＦ）和密度泛函（ＤＦＴ）方法对团簇［Ａｇ·（Ａｇ２Ｓ）ｎ］＋（ｎ＝１，２）的各种可能的几何构型分别进行全优化，得到其稳定的几何构型和电子结构．

铬-磷二元团簇(CrP_4^+,CrP_8^+)的量子化学研究

在相应的实验基础上,利用量子化学方法(ＤＦＴ/Ｂ３ＬＹＰ)对ＣｒＰ４＋和ＣｒＰ８＋的各种可能构型进行理论计算,预测了各团簇的稳定构型,所得结果能较好地说明有关团簇的光解实验结果．

C_(40),C_(40)^+,Nb@C_(40)^+,NbC_(39)^+,Nb@C_(40)H_4^+的量子化学研究

用量子化学从头计算方法研究了C_(40),C_(40)^+,Nb@C_(40)^+,NbC_(39)^+,Nb@C_(40)H_4^+的几何构型、电子结构和C_(28)一样,C_(40)(T_d)基态也为~5A_2态,笼骨架上具有四个悬挂键.计算结果表明C_(40)和C_(40)^+比NbC_(39)^+和Nb@C_(40)^+稳定,与实验结果一致.

“诺贝尔科学奖与科学精神”通识课程的教学实践

结合＂诺贝尔科学奖与科学精神＂课程的教学实践,论述了解决人文化学讲什么和如何讲这2个重要的问题的途径,提出了人文化学要讲生活的化学、社会的化学。

哒嗪裂解反应机理的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论(DFT)方法,以哒嗪为煤的模型化合物,在(U)B3LYP/6-31G(d,p)水平下计算了标题化合物的键布居数和键裂解能,并对其热解机理进行了探讨.在(U)B3LYP/6-311++G(d,p)水平下计算了热解过程中各物种的单点能,并对总能量进行了校正.结果表明,标题物N—N键的布居数和裂解能均最小,且各键裂解能随温度变化不大,热解最终产物为HCN和乙炔,NH3可能是HCN经过二次转换得到的.采用过渡态理论计算了300～1900 K温度范围内热解的速率常数,求得lnk与1/T的线性关系.

聚并苯的链间作用对其导电能力的影响

采用量子化学晶体轨道ＣＮＤＯ／ ２ 方法，在考虑聚并苯链间作用的基础上对聚并苯双链模型的电子结构进行计算和讨论．结果表明：聚并苯链处于不同相对位置的链间作用对聚并苯的电荷分布规律及能带结构均有一定影响，位置不同，影响不同．从聚并苯的能带结构可以得出：聚并苯是有较小能隙、良好本征导电性能的半导体材料，考虑链间作用，对能带结构特征未有大的改变，能隙等值略有修正，导电能力有所加强．利用此模型讨论，更接近于晶体的真实结构，对进行聚并苯导电材料的性能改进将有一定帮助．

靛蓝锌离子络合物的结构及其光学性质的理论研究

利用密度泛函方法,基于靛蓝的电子结构,对其锌离子络合物的可能结构及其光学性质进行了系列理论预测和分析.计算结果表明,异构体的不同轨道电子跃迁机理使得靛蓝异构体具有不同的吸收光谱.理论上计算得到的4种靛蓝锌离子稳定络合物中,有3种是以顺式靛蓝为配体,可以预测络合反应中同时应该伴有靛蓝的异构过程,由络合物的光化学特征可以预测,靛蓝作为有机染料指示剂在金属离子标定的反应过程中可能生成不同的靛蓝金属络合物分子.

油漆工淋巴细胞染色体畸变率和微核率的变化

目的 探讨居室装饰油漆工外周血淋巴细胞染色体畸变率和微核发生率的变化。方法 应用气相色谱法测定工作场所苯等有机溶剂浓度 ,按常规方法检测外周血淋巴细胞染色体畸变率和微核发生率。结果 在工作场所空气中苯等有机溶剂浓度超标 2～ 2 5倍 ,接触组工人外周血淋巴细胞微核发生率为 7 12‰ ,对照组为 1 5 6‰ ;染色体畸变率接触组为 2 62 % ,对照组为 0 62 % ,接触组均显著高于对照组 (P <0 0 1)。结论 油漆工作业场所苯等有机溶剂浓度严重超标 ,致使作业工人外周血淋巴细胞染色体畸变率和微核发生率升高。