普适的基于能量的分块局域激发态聚类算法

在普适的基于能量的分块(GEBF)方法的框架下, 大体系的局域激发(LE)能可通过一系列活性子体系激发能的线性组合近似得到, 从而有效降低了计算的时间标度. 然而, 在体系的局域激发具有多个激发态的情形下, 如何有效识别所有活性子体系的激发特征并将其组合是一个挑战. 提出了一种基于局域激发态聚类的算法. 该方案基于空穴-电子分析和基于密度的聚类(DBSCAN)机器学习算法, 可以自动地聚合不同子体系中最相似的激发态并组合得到相应的局域激发态能量或激发能. 结合该算法改进的LE-GEBF方法在荧光分子衍生物、 荧光染料-水团簇及绿色荧光蛋白模型体系的计算中均获得了令人满意的结果. 该算法有望大大提升LE-GEBF方法在计算局域激发时的稳定性和准确性, 并可以有效处理吸收光谱具有多重峰的大体系.     

基于CASSCF参考函数的块相关耦合簇方法对烷烃中单键解离势能面研究

用以完全活化空间自洽场(CASSCF)波函数为参考波函数的块相关耦合簇(BCCC)方法(简称CAS-BCCC)研究了烷烃(甲烷和乙烷)中的单键解离过程的势能面(PES). 与其它理论方法比较的结果表明, 该方法可以对所研究的整个解离势能面给出定量准确的描述.     

序言

化学成为一门学科,始自公元17世纪中叶对炼金术的否定。在漫长的创业兴国和学科建设中,人们总是从可认知的化学事件入手,追根寻源,驱动再创新。化学的基本活动是实验,实验仪器和化学变化中的新旧物种都是感觉认知的宏观客体(尺寸1-10^-3m), 而真实的化学转变发生在不可直觉认知的原子-分子的微观层次(尺寸~1nm=10^-9m)。宏观与微观互为因果,不可分离,激励智慧学人去开启通道,沟通两者的联系,展现规律。     

理论化学在中国的发展

本文回顾1949年以来,我国理论化学的发展历史.全文始于“荒漠渐成绿洲”的总体概括,进入主体全面的论述.按1978年划分为前、后两期.前期为学科的成长成熟期,以创业人及少数从业者的科教活动为中心,后期为学科的繁荣期,以本学科现阶段中青年精英创造佳绩、进入学科主流领域为中心.按时间进程将前后期最有代表性的10个方面研究成...     

Kekulé-based Valence Bond Model. II. Diels-Alder Reactivity of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ (ＭＯ)ｔｈｅｏｒｙｈａｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ .1Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ,ｔｈｅＤｉｅｌｓ Ａｌｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｍａｎｙｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃｂｅｎｚｅｎｏｉｄｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｗｉｔｈｍａｌｅｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅｈａｖｅｂｅｅｎｓ…     

Kekulé-based Valence Bond Model. I. The Ground-state Properties of Conjugated π-Systems

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｔｈａｓｂｅｅｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄｔｈａｔｂｏｔｈｔｈｅＨ櫣ｃｋｅｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ (ＨＭＯ)ａｎｄｖａｌｅｎｃｅｂｏｎｄ (ＶＢ)ｍｅｔｈ ｏｄｓａｒｅｖａｌｉｄｓｔａｒｔｉｎｇｐｏｉｎｔｓｆｏｒｄｅｓｃｒｉｂｉｎｇｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆａｌｔｅｒｎａｎｔｃｏｎｊｕｇａｔｅｄｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｏｕｔｄｅｇｅｎｅｒ ａｔｅｇｒｏｕｎｄｓｔａｔｅｓ (ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ,ｃｙｃｌｏｂｕｔａｄｉｅｎｅｉｓｅｘｃｌｕｄ ｅｄ) .1Ｒｅｃ…     

普适的基于能量的分块方法计算甲烷水合物簇的精确结合能和拉曼光谱

甲烷水合物在化学、能源和环境科学等领域中都具有重要作用. 本文采用普适的基于能量的分块(GEBF)方法计算了多种甲烷水合簇的结合能和拉曼光谱. 首先使用这些甲烷水合簇的在显相关耦合簇[CCSD(T)(F12^*)]水平下得到的GEBF结合能,评估了一系列密度泛函计算的结果. 计算结果表明B3PW91-D3和B97D泛函表现最佳,与GEBF-CCSD(T)(F12^*)基准相比的平均绝对误差分别仅为0.27和0.47 kcal/mol. 然后用GEBF-B3PW91-D3方法计算得到了单、双笼甲烷水合簇的结构和拉曼光谱,得到的甲烷C-H键伸缩拉曼振动峰与实验值的偏差小于3 cm^-1,说明B3PW91-D3泛函可以很好地重现实验结果. 随着水笼尺寸的增加. 甲烷C-H键伸缩拉曼峰发生红移,该现象与实验中提出的“松笼-紧笼”模型吻合. 此外,甲烷分子邻近环境(水笼)的改变对拉曼光谱的影响很小,环境从单笼变为双笼导致C-H键伸缩拉曼振动峰的蓝移不超过3 cm^-1. 甲烷水合簇的理论拉曼光谱与实验拉曼光谱结合可以用来研究海底或星际冰体内部的甲烷水合物的结构. 结合B3PW91-D3或B97D泛函和机器学习模型,可以进一步应用分子动力学模拟研究甲烷水合物的成核/生长机制和相变过程.