Application of Qutanmme Chemistry Calculation Methods in Structural Chemistry

The paper introduces ab inito calculations,Seim-Empirical and DFT theory and molecular method,Its steady growth,application and influence are evedently by mordern chemical attitudes and approches as well as the continous increase in the sophistication of computional techniques .

环辛四烯的结构、芳香性及其异构化反应

环辛四烯为八个sp2碳原子构成的环状轮烯,对其结构和性能的理解涉及一系列化学基本理论和基本概念的应用。本文通过本科生创新实验指导学生用计算化学方法研究了环辛四烯的电子结构、几何构型、芳香性、异构化反应等内容,以期引导学生达成如下学习目标:1)充分认识结构决定性能、性能反映结构的科学思想;2)了解Hückel分子轨道法(HMO)处理4n型π电子体系的局限性;3)区分芳香性、反芳香性和非芳香性等基本概念,理解判定共轭π电子体系基态(单重态)芳香性的Hückel规则以及激发态(三重态)芳香性的Baird规则;4)明确计算化学方法是理解物质结构和性能的重要手段。

量子化学计算软件在普通化学教学中的应用

量子化学计算软件功能强大,操作界面友好,结果输出形象直观。将其用于普通化学教学,能很好地将化学中关于结构、反应原理等抽象、难以理解的内容以图像、动画、数据等形式呈现,极大地丰富了教学手段。教学实践中的应用实例表明,借助量子化学计算软件既能做到通俗易懂,又能完美地解释一些结构、理论和机理等方面的难点,学生的课堂学习效率和知识掌握程度显著提升。对量子化学计算软件使用操作的介绍能激发学生学习的热情,让学生体会到自主学习和探索化学知识的乐趣。

生物大分子体系量子化学计算方法新进展

本文就近年来报道的４ 种研究生物大分子体系的量子化学计算方法 （计算显微镜方法、定域分子轨道方法、线性标度半经验量子化学方法和并行算法） 作了较为详细的介绍， 并展望了该领域的研究前景。

量子化学计算研究4种黄酮类天然抗氧化物清除自由基活性的构效关系

黄酮类化合物是一种具有广泛生物活性的多酚物质,其显著的抗氧化活性常被应用于食品保健和医疗等方面。为从化学反应活性层面研究黄酮类化合物的构效关系。以柚皮素、柚皮苷、橙皮素及橙皮苷4种黄酮类分子作为研究对象,使用量子化学密度泛函DFT方法 B3LYP和6-31g(d,p)基组计算得出4种分子的原子电荷分布情况、分子前线轨道分布(HOMO&LUMO)、能级差△E,以及各羟基位O-H键解离焓△BDE等理论参数,同时实测4种化合物对DPPH自由基的清除活性。结果表明,前线分子轨道能级差能有效的表征4种黄酮类清除自由能力的活性顺序,各羟基位O-H键解离焓BDE则能有效表征同一分子中各羟基位O-H的活性顺序,柚皮苷及其糖苷(柚皮素)与橙皮苷及其糖苷(橙皮素)抗氧化活性最大的位点分别为4’-OH、5’-OH基团。通过计算所得理论数据预测的黄酮类化合物清除自由基活性与实验测定结果一致,提示今后可利用理论计算方法对高活性的黄酮类化合物进行高通量筛选和分子结构设计。

CaO-Al_2O_3系统铝酸钙矿物水化活性差异的SCC-DV-X_α方法研究

建立了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３系统Ｃ３Ａ，Ｃ１２Ａ７，ＣＡ，ＣＡ２和ＣＡ６５种铝酸钙化合物的计算模型并分别对它们进行了量子化学的电荷自洽离散变分Ｘα法（ＳＣＣ－ＤＶ－Ｘα）计算．计算结果表明：５种矿物的Ｃａ—Ｏ共价键级大小呈Ｃ３Ａ＜Ｃ１２Ａ７＜ＣＡ＜ＣＡ２＜ＣＡ６排列，最低空分子轨道（ＬＵＭＯ）与最高占据分子轨道（ＨＯＭＯ）能级之差也基本按上述顺序呈递增趋势，可以认为这是以上５种矿物水化活性依序降低的主要原因．

基于量子化学的燃煤过程痕量元素反应机理研究及其进展

对煤燃烧过程痕量元素化学反应机理的研究现状进行综述,介绍量子化学理论在该领域的应用情况,研究了煤燃过程中汞与含氯气体反应的微观机理。基于量子化学过渡态理论,确定了基元反应,并给出其动力参数的求解过程,提出了采用量子化学理论研究痕量元素反应机理的重点和方向。

一种对大体系局部进行高精度量子化学计算的新方法

提出一种可以对大体系的局部区域进行高精度量子化学计算的新方法 .将体系划分为活性区和环境区 ,采用比较粗略的算法获得大体系的密度矩阵 ,通过基组的变换将密度矩阵分解为对应于活性区与环境区的子矩阵的直和 ,活性区和环境区分别拥有整数个电子 ,成为相对独立的化学键饱和的子体系 .然后冻结环境区密度矩阵 ,同时考虑环境区在活性区所产生势场的作用 ,对活性区进行高精度的量子化学计算 .对一些分子进行计算 ,得到的电荷分布、键长、键断裂能、电离势与电负性等与对大体系整体进行高精度计算得到的结果相当一致 ,而计算量减少很多 ,表明提出的方法可行 。

超氧化物歧化酶模型化合物——N,N-二(2-苯并咪唑亚甲基)苄胺Cu(Ⅱ)配合物的晶体结构及量子化学计算

以N,N-二(2-苯并咪唑亚甲基)苄胺(BN 3)为配体合成了Cu2(BN 3)2.(C6H5COO)2.(C lO4)2.2C2H6O的拟CuZn-SOD模型配合物,采用X射线衍射方法对在乙醇溶液中得到的蓝色透明单晶的晶体结构进行了测定,晶体学参数为:Mr=1 372.20,三斜晶系,a=1.474(8)nm,b=1.526(8)nm,c=1.595(9)nm,α=76.118(13)o,β=77.917(13)o,γ=71.090(11)o,V=3.262(10)nm3,Dc=1.397M g/cm3,Z=2,F(000)=1 418,空间群为p,ī并对其进行了紫外、红外表征及元素分析.利用G 98量子化学程序包,在HF/LanL 2DZ基组水平上对配合物进行了从头计算.利用经典的邻苯三酚自氧化法对配合物的生物活性进行了测定.

聚酰胺酸及其接枝衍生物的三阶非线性光学性能研究

设计合成了苯代三聚氰胺与均苯四酸二酐缩聚物,及不同侧链的p-π共轭缩聚物,并以量子化学PM3/CIS方法为基础,利用完全态求和(SOS)公式,对不同侧链取代的聚酰胺酸的分子进行了几何构型优化,并计算了其三阶非线性光学系数酌.研究了不同侧链对聚合物三阶非线性性能的影响.这些结果对合成具有优良加工性能的三阶非线性光学材料是有一定的指导作用.

N_8分子平衡几何构型的预测

用 CNDO/2半经验量子化学计算方法对 N8分子平衡几何构型作了预测 ,从计算结果看拱桥式结构为最稳定的构型 ,正方体型、畸变的拱桥式和正八面体型结构为较稳定构型 ,带二个双键的七员环构型是最不稳定的构型 .

蛋白质分子量子化学计算方法的研究进展

蛋白质分子量子化学计算有以下的几种方法:计算显微镜方法、定域分子轨道方法、线性标度半经验量子化学方法、团簇埋入自洽循环计算法。并分析该领域的现状和存在的问题,最后预测了其未来的发展趋势。

量子化学计算法对合成中4个芳香重氮盐稳定性的分析

探讨实验合成过程中芳香重氮盐相对不稳定的原因,用量子化学计算法对目标化合物进行解析计算,分析对比了N-C键级大小以及与重氮基团相连接C原子的电负性大小,推断解释了芳香重氮盐2M相对不稳定的原因,希望本报道能对今后的一些实验研究提供参考。

Li_2O-WO_3二元系熔融钨酸盐原位拉曼光谱研究

本文利用原位高温拉曼光谱技术并结合量子化学从头计算方法研究了Li2O-WO3二元系钨酸盐熔体中稳定存在的结构单元随成分变化的趋势,给出了其在不同成分下微结构的具体模型,并对其主要振动模式进行了归属。研究表明成分不同会导致四面体基团聚合形成不同长度的链状,且Li2O与WO3摩尔比越小,也即WO3的含量越多,其链的长度越长;结合量子化学从头计算理论分析,认为当熔体的摩尔比为1∶1、1∶2、1∶3以及1∶4时,对应的阴离子基团模型分别为[WO4]2-、[W2O7]2-、[W3O10]2-和[W4O13]2-,其中[W2O7]2-、[W3O10]2-和[W4O13]2-分别由两个、三个、四个[WO4]2-以共顶形式连接而成。

量子化学SCC-DV-X_α计算方法在水泥化学研究中的应用

探讨了量子化学在水泥化学领域应用研究的基本思想，对近几年来应用量子化学ＳＣＣＤＶＸα计算方法研究一些水泥熟料矿物价键结构与水化活性、水化产物相的力学强度和稳定性等问题所得到的结果进行了综述与评价。

一个新的锡硫配合物(Et_4N)[Sn_2I_6SOCH_3]的合成、结构及量子化学研究

以锡粉、碘粉、硫粉和四乙基碘化铵为原料,在无水甲醇中,通过溶剂热反应合成了1个新的锡髧配合物(Et4N)[Sn2I6SOCH3]。对其进行了X-射线单晶衍射、元素分析的表征以及量子化学研究。该化合物属于单斜晶系,空间群为P21,a=0.728 65 nm,b=1.836 81 nm,c=1.016 25 nm,β=107.209°,V=1.299 2 nm3,Z=2。结构分析表明,化合物中的阴离子[Sn2I6SOCH3]-是由2个共边的SnSI3O三角双锥组成。电荷分布和前沿轨道的组成充分证实了配合物中配位键的存在。

二苯环丙烷衍生物的量子化学研究

采用ＩＮＤＯ法对３种标题化合物进行量子化学计算。

锰超氧化物歧化酶模型化合物的合成、表征及量化计算

以N,N,N',N'-四(2-苯并咪唑亚甲基)-1,2乙二胺(EDTB)为配体合成了Mn(EDTB)·(C6H5COO)·ClO4·3C2H6O·H2O的单核锰配合物.在乙醇溶液中得到其无色透明单晶,用X射线衍射方法对其晶体结构进行了测定.晶体学参数为:Mr=1011.41,三斜晶系,a=1.258(4)nm,b=1.314(4)nm,c=1.592(5)nm,α=105.33(5)o,β=99.75(5)o,γ=101.25(5)o,V=2.419(10)nm3,Dc=1.388Mg/cm3,Z=2,F(000)=1060,空间群为P1.对该化合物进行了紫外、红外表征及元素分析.利用G98量子化学程序包,在HF/Lan2DZ基组水平上对配合物进行了从头计算.采用经典的邻苯三酚自氧化法对配合物的生物活性进行了测定.

7种白藜芦醇及其多羟基位衍生物的清除自由基活性机理的理论预测分析

白藜芦醇是一种具有广泛抗氧化活性的多酚类天然化合物,能有效阻断自由基链式反应。为研究白藜芦醇及其相关衍生物的清除自由基的活性机理及性质,本实验设计7种白藜芦醇及其多羟基衍生物结构并构建分子模型,使用Gaussian 09软件通过密度泛函法DFT对7种分子进行量子化学计算。分析发现原子电荷分布图和前线分子轨道图能直观阐述白藜芦醇及其多羟基衍生物的活性基团;羟基位OH电荷差值和前线分子轨道π电子云密度能很好表征各羟基位活性顺序;根据前线分子轨道能级差△E及能隙Egap对照表征预测了白藜芦醇及其多羟基衍生物的活性大小以及各羟基位的活性顺序,其中各羟基的活性顺序4、4’位羟基>3、3’位羟基>5、5’位羟基,且4、4’位羟基位是主要的活性位点,其相应量化参数能作为推测分子抗氧化活性的主要指标。最终预测3,3’,4,4’,5,5’-六羟基反二苯代乙烯是7种白藜芦醇及其多羟基衍生物中抗氧化活性最高的分子结构。通过量子化学计算研究所得结果对高抗氧化活性的白藜芦醇相关衍生物结构的筛选和设计具有理论指导意义。

杂多化合物量子化学计算方法的选择

介绍了杂多化合物的结构特征，量子化学计算的一般方法．通过ＩＮＤＯ方法和Ｘα方法对〔ＳｉＭｏＶ４ＭｏＶＩ８Ｏ４０〕８－的量子化学计算，表明Ｘα方法对杂多化合物的量子化学计算切实可行。