钴卟啉催化剂的前线轨道能级与其催化活性的相关性研究

设计并合成了 12种钴卟啉催化剂 ,在温和反应条件 ( 5 5℃ ,2 .0MPa氧压 )下考察其催化氧气液相氧化对硝基甲苯制取对硝基苯甲酸的催化活性 ,发现其对上述反应均有显著的催化活性 .采用PM3半经验分子轨道法对所设计的钴卟啉化合物模型体系进行了计算 ,将计算结果与实验结果相结合 ,探讨了钴卟啉分子前线轨道能级与其催化活性之间的关系 .经研究发现 ,四配位或五配位钴卟啉催化剂的催化活性与EHOMO和ΔEL H均有一定的相关性 ,且ΔEL H对催化活性的影响大于EHOMO对催化活性的影响 ;EHOMO值越低、ΔEL H越小 。

硫铁矿晶体化学及前线轨道研究

运用基于密度泛函理论DFT(density functional theory)的第一性原理方法,计算了黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿晶体的Mulliken布居、电荷密度、差分电荷密度及前线轨道,并进行了分析。计算结果表明,黄铁矿和白铁矿晶体的铁原子带负电,硫原子带正电,铁—硫键之间主要以共价性为主,另外,黄铁矿硫—硫键之间的共价性强于白铁矿;而磁黄铁矿晶体的铁原子带正电,硫原子带负电,两个铁原子之间形成Fe—Fe键,呈现出离子性。前线轨道研究表明,在黄铁矿和白铁矿晶体中,铁原子对最高占据分子轨道(HOMO)的贡献比硫原子的大,但对最低空轨道(LUMO)的贡献却比硫原子的小;而在磁黄铁矿晶体中铁原子和硫原子对前线轨道的贡献相近。研究结果有助于进一步了解不同晶体结构的硫铁矿的性质,对硫铁矿在实际中的应用具有理论指导意义。

脱氢枞酸二芳胺化合物的前线轨道能级研究

通过紫外-可见吸收光谱法和循环伏安法分别求得脱氢枞酸二芳胺化合物a^g的带边值和起始氧化电位,利用经验公式计算了它们的最高占据分子轨道/最低未占分子轨道(HOMO/LUMO)能级和带隙值,探讨了化合物的带隙值与其荧光性能之间的关系。结果表明:含有大的共轭体系的萘环、联苯环的化合物以及芳环上有甲基、甲氧基取代的化合物具有较小的带隙值,这些化合物分子较容易被激发,因而具有较好的荧光性能。同时,对带隙值的实验数据与优化数据进行了比较,除了化合物d外两者具有基本一致的变化趋势。

苯乙烯与苯酚反应的前线轨道理论分析

采用密度泛函理论的M062X方法和6-311G(d,p)基组,对苯乙烯与苯酚的反应进行了分子轨道理论计算.通过讨论反应过程中各分子的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO),预测了化学反应的方向和相应的反应产物.经过前线轨道理论分析,得出苯乙烯与苯酚反应的关键步骤是形成苯乙烯基碳正离子,反应中H+起到催化作用;反应产物主要有4-(1-苯基乙基)苯酚、2-(1-苯基乙基)苯酚、2,4-双-(1-苯基乙基)苯酚、2,4,6-三-(1-苯基乙基)苯酚(SP-3)、1,3-二苯基丁烯和4-(1,2-二苯丙基)苯酚.

阿比特龙的红外光谱与前线轨道

采用密度泛函理论的B3LYP混合泛函和6-311G(d,p)基组,通过几何结构优化得到了阿比特龙分子的稳定构型.计算了阿比特龙分子的红外吸收光谱,并与文献数据进行比较,将2971.01、1588.31、1536.13、1450.40、1112.13和1074.44 cm^(-1)等处吸收峰指认为特征吸收峰.在优化计算的基础上,结合Multiwfn软件分析了阿比特龙分子的前线轨道成分,得出阿比特龙分子的亲核能力明显强于其亲电能力,C55、O54原子在95αHOMO中占据的权重分别为61.79%和17.05%,C=O-H部位是其亲核反应的活性中心.研究结果对阿比特龙分子的检测、活性应用等方面具有一定的理论指导意义.

黄曲霉素B1及异构体的前线轨道与拉曼光谱研究

采用B3LYP混合泛函和6-311+g(d,p)基组,利用DFT密度泛函理论优化得到了黄曲霉素Aflatoxin B1(cis)(AFB1(cis))及其反式异构体分子AFB1(trans)的稳定结构,通过单点能计算和几何结构分析,其顺式结构比反式结构更加稳定;计算了两种分子的Raman光谱,并与AFB1(c)粉末的实验Raman光谱进行比较,吻合较好。把最强的三个峰1 582,3 065和1 626cm-1指认为顺式结构的特征峰,把1 616,3 065和1 659cm-1指认为反式结构的特征峰;在优化计算的基础上采用Hirshfeld原子划分方法结合Multiwfn软件分析了前线轨道成分,两种分子的亲电能力明显强于其亲核能力,通过计算C1原子在LUMO轨道中的占据权重分别为21.48%和20.62%,预测出C1原子是这两种顺反异构分子夺走DNA中的电子致癌的最主要位点。结果对该类顺反异构分子的检测、转化以及毒性抑制方面具有一定的理论指导意义。

自由基-分子加成反应活性的前线轨道理论研究

对于自由基分子加成反应，提出了利用不饱和烃的第一电离势与自由基基团的电子亲合能同反应速率常数（取对数形式）进行并联的估算方法；此外，根据前线轨道理论的基本假设，采用不饱和烃分子的最高占据轨道能量及自由基基团的最低空轨道能量同反应速率常数（取对数形式）进行关联。

紫金山黄铁矿的第一性原理和前线轨道理论分析

紫金山黄铁矿是金的主要载体矿物之一,基于第一性原理和前线轨道理论计算,探讨Cu对紫金山黄铁矿的电子性质和氧化性的影响。结果表明:Cu进入黄铁矿晶体结构中,对其晶胞参数影响不大,但使黄铁矿的导带上能带不断变宽,向高能量方向延伸。Fe和S原子获得电子能力减弱,出现S-Fe和S-Cu的共价键性减弱,S-S的共价键性增强,对黄铁矿的浮选性能产生影响。在黄铁矿的氧化过程中,矿石含铜越高,越容易被氧化,且S、Fe和Cu都参与和氧气的作用,其中S原子与氧气作用最大(最易被氧化)。

二芴及其衍生物的结构优化、前线轨道及其性质的理论研究

采用DFT/B3LYP方法对系列二芴体系进行了全优化,对其结构特征进行对比.在此基础上,得到各分子的最高占据轨道和最低空轨道能量关系及HOMO-LUMO能隙,并分析其能隙与导电性的关系及预计其光谱特征.对各分子的相关热力学性质进行了研究.热力学参数表明各分子均较稳定,其中化合物DFBT最稳定.采用ZINDO和TD-DFT方法计算其吸收光谱,分析结构特征对光谱性质的影响.二芴中插入共轭程度高的结构后,分子的共轭程度增加;HOMO-LUMO能隙变窄;最低激发能降低,导电性增强;吸收光谱红移.而接入扭曲的结构后,共轭程度降低;HOMO-LUMO能隙变宽;最低激发能有所升高,导电性下降;吸收光谱蓝移.

用前线轨道理论判断周环反应规律的简单方法

归纳了开链共轭多烯的 π分子轨道位相变化规律 ,采用了一种简便的判断前线轨道位相的方法 ,用于判断周环反应及其立体化学 .

前线轨道理论在化学中的应用

前线轨道理论认为 :分子在反应过程中是分子轨道起变化 ,优先起作用的是前线轨道 ,即分子中的最高被电子占有分子轨道 (HOMO)和最低空分子轨道 (LUMO) 。

前线轨道在磁场中的特殊作用

通过对电磁学理论中洛仑兹力实质的研究，探讨了磁场中前线轨道的特殊作用。提出了磁场影响化学反应的可能机理是洛仑兹力改变前线轨道的伸展状态，以及由此影响化学反应速度和产物结构的观点，并进行了实验验证。

前线轨道理论及其对氢碘双分子基元反应机理的质疑

1问题的提出 前线轨道理论在有机化学领域有着广泛的应用。实际上，它也可以用来阐释或说明一些无机化学反应，从正面肯定或侧面否定某些无机反应的反应机理。例如，对于氢、碘的化合反应H2（g）＋I2（g）=2HI（g），由于实验测得其速度方程为V=k[H2][I2]（二级反应），这与直接套用基元反应质量作用定律得出的结论完全一致，所以长期以来，它被认为是一个典型的、一步进行的双分子基元反应。

柴油中烷烃生成焓和前线轨道能的理论研究

采用原子化法结合B3LYP/6-311＋＋G＊＊计算,求得低碳直链烷烃的生成焓,拟合得到生成焓ΔfH与碳原子数的线性回归方程ΔfHmolecular=-21.08×n-31.32,由此式估算了高碳直链烷烃的生成焓。烷烃的前线轨道能级差ΔEgap大体趋势是主链碳原子数相同的烷烃,随着侧链碳原子数的增加,其前线轨道的ΔEgap略有减少;对于C9~C16的正构烷烃,ΔEgap随着碳原子数的增大而也有略微的减小。

固体前线轨道新理论

结构与反应性（structure＆reactivity）是化学研究两个永恒的主题。随着科技的发展,物质结构的表征手段越来越丰富和精确,利用X射线分析和电子显微等方法可获得原子分辨的结构信息;然而化学反应性则相对抽象,较难进行直接的实验观测和定量的理论描述。

有机分子非线性光学性质与分子前线轨道关系的研究

利用量子化学CPHF/6-31G方法,对巴比妥酸衍生物进行了几何结构优化.应用HF/6-31G和CIS/6-31G方法分别对巴比妥酸衍生物的静态第一超极化率β、分子前线轨道和电子光谱、分子的电荷布局、偶极矩进行了计算.结果表明,分子静态第一超极化率β与分子前线轨道HOMO与LUMO之间的能级差△EHL呈较好的线性关系.这种线性关系可通过基态和第一激发态偶极矩之差Δμ与分子前线轨道HOMO与LUMO之间能级差ΔEHL之间的线性关系和基态和第一激发态偶极矩之差Δμ与分子第一超极化率β的线性关系来解释.

电子传输材料3-苯基-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑的前线轨道的理论研究

电子传输材料3-苯基-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑(PATT)采用DFT/B3LYP方法,在6-31G基组水平上对PATT进行全优化,以基态优化得到的稳定构型为基础,用半经验方法AM1、CNDO、MNDO、PM3计算得到HOMO、LUMO,与实验值比较发现,采用半经验方法AM1结果最好。

手性离子Co(en)_3^(3+)前线轨道的理论解析

本文用含时密度泛函理论,在B3LYP和6-311G的水平上计算了Co(en)33+的激发态性质,指出了长波区第一个d-d跃迁类型和离子手性间的关系,阐述了轨道解析的重要性。

过渡金属化合物核磁共振化学位移的邻前线轨道近似计算方法

提出过渡金属化合物核磁共振化学位移邻前线轨道近似计算方法。

团簇Ni_3CoP催化性质的前线轨道研究

以团簇Ni_3CoP为模型,从前线轨道的角度对非晶态合金Ni-Co-P的催化性质进行研究。发现团簇Ni_3CoP各构型中不同原子对其前线轨道均有不同程度的贡献,且Ni原子的贡献最大,说明Ni原子最有可能作为团簇Ni_3CoP潜在的催化准活性位点;分析各构型的能隙差,发现团簇Ni_3CoP中唯一的戴帽三角锥型5(1)的能隙差最小,在化学反应中可能具有较强的反应活性;分析团簇Ni_3CoP各构型的态密度图,发现团簇Ni_3CoP作为催化剂在催化反应过程中具有较强的提供电子的能力,但同时其接受电子的能力也不能忽视,说明团簇Ni_3CoP是十分优良的催化剂。