CH3SH与HX（X=F，Cl，Br）间氢键复合物H3CHS…（H-X）n（n=1，2）的理论研究

对CH3SH与HX（X=F,Cl,Br）之间6种氢键复合物H3CHS…（H-X）n（n=1,2）的结构特征与本质进行了研究,在B3LYP／6-311＋＋G^＊＊及MP2／6-311＋＋G^＊＊水平得到了其二聚[H3CHS…H-X]及三聚[H3CHS…（H-X）2]氢键复合物的稳定构型．在MP2／6-311＋＋G^＊＊水平下计算了经BSSE校正的复合物的结合能．在同类（二聚或三聚）复合物中,依F→Cl→Br的顺序,S…H键结合能减小,X-H键拉长程度逐渐增大,红移程度有减小的趋势．自然键轨道（NBO）分析表明,在6种复合物中,卤素原子的重杂化效应较小,存在着很强的n1（S）→σ^＊（H-x）及n2（S）→σ^＊（H-X）直接超共轭电子传递作用,使得σ^＊（X-H）的自然布居数增大,X-H键的电子密度减小,这些都是X-H键拉长和伸缩振动频率红移的因素．自然共振理论（NRT）计算和电子密度拓扑计算结果均表明X-H键被削弱,这和红外光谱计算的结论一致．     

双氢键复合物XZnH…HArF(X=H,F,Cl,Br)的理论研究

使用分子轨道从头算方法,在MP2(full)/6-311++(2d,2p)理论水平上对XZnH(X=H,F,Cl,Br)和稀有气体化合物HArF组成的双氢键复合物XZnH…HArF的性质进行了研究.结果表明,所有的复合物都具有线形结构.在所有的体系中,由于双氢键的形成,H—Ar键和H—Zn键的伸缩振动频率发生了红移,同时伴随着两者键长的增大.复合物的相互作用能按HZnH…HArF>BrZnH…HArF>ClZnH…HArF>FZnH…HArF顺序降低.分子间的伸缩振动频率、复合物的H—Ar键和H—Zn键伸缩振动频率的位移与相互作用的能量相关.采用自然键轨道方法做了电荷计算,表明分子内部原子电荷发生了变化,H—Ar键振动频率的红移可以用Alabugin的超共轭和重杂化理论解释.     

H2O与HX(X=F, Cl, Br)分子间氢键的相互作用

在B3LYP/6-311++g(d,p)水平上对H2O与HX(X=F, Cl, Br)分子间形成的(H2O)2HX六元环状氢键复合物的构型进行了全优化. 频率计算表明, 体系中O1-H3, O4-H6及X7-H8的伸缩振动频率均发生红移. 氢键H2O(1)…HCl, H2O(1)…HBr及H2O…H2O的振动频率与文献相符. 在MP2/6-311++g(d,p)水平上计算了体系的相互作用能, 并利用KitauraMorokuma方法对作用能进行了分解. 计算得到(H2O)2HCl和(H2O)2HBr体系     

C4H6O,C4H6S与HX(X= F,Cl,Br)分子间氢键的理论研究

运用MP2/aug-cc-pVDZ对C4H6O,C4H6S与HX(X=F,Cl,Br)之间的氢键作用进行了理论研究,发现2,5-二氢呋喃、2,5-二氢噻吩与HX之间不仅存在n…HX型氢键,C-C双键与卤化氢分子亦可形成π型氢键.氢键键能△E、氢键键鞍点处的电子密度ρ(rc)以及从电子给体到受体之间的电子转移数△q(HX)均表明,n型氢键比π型氢键更容易形成,与实验结果一致；C4H 6O…HX(n),C4H6S… HX(n) (X= Cl,Br)中的氢键作用介于离子键和共价键之间；而对于其他氢键复合物,电子供体和受体之间的作用为闭壳层相互作用,即静电作用.形成氢键后,电子从C4H6O,C4H6S转移到HX使卤化氢分子的积分性质发生了变化,氢原子能量增加,偶极矩减小,体积减小.     

(CH3O)3PO3·(H2O)n(n=1,2)分子间氢键作用的理论研究

用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G(d)方法研究(CH3O)3PO3.(H2O)n(n=1,2)的分子间氢键作用,对水分子可能与该化合物形成氢键的复合物及水分子作用下该化合物分解时所达到的过渡态,进行全优化,在B3LYP/6-311++G(d,p)的方法下进行单点能计算,并进行零点能校正,进一步探讨由于水分子作用所形成的分子间氢键对(CH3O)3PO3分解所需活化能的影响,比较不同情况下分解所需活化能的大小、几何参数和电荷分布的变化.     

CH2O2-M(M=HF,H2O)分子间氢键的理论研究

利用分子轨道从头算结合不同基组对二聚体CH2O2-M(M=HF,H2O)分子间氢键进行了理论研究,利用标准方法和均衡校正方法对二聚体进行了几何结构优化,振动频率和相互作用能的计算,利用了自然键轨道理论对氢键的本质进行了分析.研究结果表明,由于分子间π-氢键的形成导致了σ-氢键的弯曲,两个二聚体氢键相互作用能随着σ-氢键键长的增加而降低,并且两个氢键二聚体的相互作用能的贡献主要来自于σ-氢键.     

二聚体HX-ClF(X=F,Cl,Br)的结构及其双卤键X...Cl性质的理论研究

使用从头计算方法,以二聚体HX-ClF(X=F,Cl,Br)作为卤键的摸型进行了研究.几何优化计算使用了高精度的CP(counterpoise)修正的分子间势能面(PES)方法,在MP2/6-311++G(3df,3pd)水平,得到了二聚体HX-ClF,(X=F,Cl,Br)的三个稳定结构.在三个二聚体HF-ClF,HCl-ClF和HBr-ClF的结构中存在着两种分子间相互作用--双卤键X...Cl和氢键H...Cl.二聚体HX-ClF的X...Cl键长顺序是2.758A(HF-ClF)＜3.145A(HCl-ClF)＜3.212A(HBr-ClF),它们的H...Cl键长分别是3.301A(HF-ClF)、 3.471 A(HCl-ClF)和3.554A(HBr-ClF).用高水平的CCSD(T)/6-311++G(3df,3pd)计算的相互作用能分别是-2.15 kcal/mol(HF-ClF)、-1.54 kcal/mol(HCl-ClF)和-1.64 kcal/mol(HBr-ClF).计算结果表明,相互作用能的电子相关效应是重要的.由于相互作用能的电子相关效应随着电子给予体原子F、Cl、Br的顺序增大,从而,二聚体HBr-ClF的X...Cl相互作用能也相应地被增大.     

Au(PPh3)nX(X=Cl,Br,I)的电化学合成

以Au、PPh3、NH4X(或I2)为原料,通过电化学方法合成得到Au(PPh3)nX(X=Cl,Br,n=1;X=I,n=2)配合物.研究了电合成机理,讨论了电解电压对电化学效率的影响.I2作为反应原料,为Au(PPh3)nI的合成提供了新的途径.     

B2X4（X=F,Cl,Br,I）分子结构稳定性的密度泛函理论研究

用ＬＤＳＡ密度泛函理论系统研究了Ｂ２Ｘ４（Ｘ＝Ｆ,Ｃｌ,Ｂｒ,Ｉ）的分子结构及其稳定性,结果表明Ｂ２Ｅ４的Ｄ２ｈ对称性的构型较Ｄ２ｄ构型略为稳定,而Ｂ２Ｘ４则是Ｄ２ｄ对称性的构型较为稳定,从理论上２解释并预测了实验结果。     

XCOOH(X=F,Cl,Br)热分解反应的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6 311 G 基组水平上,计算了反应XCOOH(X=F,Cl,Br)HX CO2.优化了反应物 中间体 过渡态和产物的几何构型,并用频率分析和内禀坐标法(IRC)验证了各鞍点构型和反应路径,计算了不同温度(200 15～450 15K)下慢反应经零点能校正的活化热力学量、反应过程热力学改变量、正逆反应的速率常数和频率因子以及平衡常数,得到了各反应的动力学信息.     

C6H5X·Y-（X，Y=F，Cl，Br，I）中氢键和卤键的理论研究

通过MP2／aug—cc—pVDZ理论方法计算研究了C6H5X·Y-（x,Y=F,Cl,Br,I）体系中的氢键和卤键．计算表明所有的卤代苯都能与卤素离子形成氢键相互作用,氢键强度顺序为：C6H,F〈C6H5C1〈C6H5Br〈C6H5I;F-〉Cl-〉Br-〉I-．C6H5Cl,C6H5Br,C6H5I能与卤素离子形成卤键相互作用,卤键强度顺序为：C6H5Cl〈C6H5Br〈C6H5I;F-〉Cl-〉Br-〉I-．分析结果可以发现体系中的卤键强度差异要大于氢键,说明在此体系中卤键具有比氢键更大的选择性．     

(X2InN3)n(n=1-3; X=F, Cl, Br, I)簇合物的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/Lanl2dz方法,计算研究了(X2InN3)n(n=1-3;X=F,Cl,Br,I)簇合物的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质,讨论了取代基效应。研究表明,二聚体(X2InN3)2和三聚体(X2InN3)3(X=F,Cl,Br,I)的优化几何构型均为由不同子体系的叠氮基α-N和In原子相连而成的环状结构。在卤原子(X)取代簇合物中,取代位附近的键长、键角和原子电荷改变较大。由前线轨道能隙ΔEgap和反应焓变ΔH0可见,同类簇合物的稳定性排序为(F2InN3)n>(Cl2InN3)n>(Br2InN3)n>(I2InN3)n(n=1-3)。求得298.2 K温度下聚合反应的吉布斯自由能变化ΔG0均为负值,表明反应可自发进行。此外,还发现簇合物的性质随聚合度n增加的变化规律。     

乙烯基乙炔与卤化氢分子间π型氢键的理论研究

用从头算法在６－３１Ｇ基组下，对π型氢键体系Ｃ２Ｈ２．ＨＣｌ，Ｃ２Ｈ４．ＨＣｌ和Ｈ２Ｃ＝ＣＨＣ≡ＣＨ．ＨＣｌ及其组份分子的稳定构型进行了全优化。对于Ｃ２Ｈ２．ＨＣｌ和Ｃ２Ｈ４．ＨＣｌ分别得到了一种稳定的π型氢络合物，对于Ｈ２Ｃ＝ＣＨＣ≡ＣＨ．ＨＣｌ得到了顺式和反式两种可能的π型氢键络合物，此外，用ＭＰ２法对上述四种络合物作了相关能校正，得到了氢键键能分别为１３．２１７，１４．４４６，１５．５６２和     

CH_3Cl…XC≡CM(X=Cl,Br;M=Be,Mg,Ca,Cu,Ag)中的弱化学键

运用密度泛函B3LYP方法,在cc-pVDZ和cc-pVDZ-PP基组水平上,研究了CH3Cl…XC≡CM(X=Cl,Br;M=Be,Mg,Ca,Cu,Ag)的弱键作用.计算结果表明:CH3Cl与XCCM间以静电作用结合,相互作用能与XCCM中的静电势的极大值VS,max相关,VS,max值越大,作用能也越大;M对VS,max值有较大的影响,M同主(副)族时,随着M原子序数的增加VS,max减小,当M相同时ClC≡CM的VS,max小于BrC≡CM中的VS,max.电子密度拓扑分析显示:除CH3Cl…XC≡CBe外,CH3Cl…XC≡CM中既有卤键作用,也有氢键作用.     

UX(X=H,F,Cl,Br)的分子结构与势能函数

用密度泛函B3LYP方法对UX(X=H,F,Cl,Br)分子体系进行了理论研究,结果表明,这些分子的基态电子状态分别是X4Ⅱ、X6∑、X2∑、X6∑;势能函数为Murrell-Sorbie势函数,并得到了相应的几何性质、力学性质和光谱数据。     

HX(X=F,Cl,Br)分子基态(X1∑+)结构与势能函数量子力学计算

利用分子反应静力学的基本原理,确定了HX(X=F,Cl,Br)等分子的X1∑ 态的合理离解极限;使用二次组态相互作用方法QCISD(T)并选用6-311G G(3df,3pd)基组,对HX(X=F,Cl,Br)等分子基态进行了单点能扫描计算,并用最小二乘法拟合的Murrell-Sorbie函数和修正的Murrell-Sorbie函数计算它们光谱数据(ωe、ωeχe、Be、αe、De),结果表明修正的Murrell-Sorbie函数计算值与实验光谱数据吻合较好.这表明修正的Murrell-Sorbie函数更能精确的描述HX(X=F,Cl,Br)等分子基态的势能函数.     

AgX（X=F,Cl,Br）与HC≡CH间非共价相互作用的理论研究

用密度泛函方法（DFT）,在B3LYP/6-311＋ ＋g（d,p）的理论水平上计算研究了AgX与HC≡CH中碳碳三键间的非共价相互作用.计算结果显示：复合物中Ag -X的键长缩短,伸缩振动频率变大,会发生蓝移；AgX与HC≡CH间非共价相互作用能按照F,Cl,Br的顺序依次减小,即,AgF…HC≡CH＞ AgCl… HC≡CH＞ AgBr…HC≡ CH.由AIM理论分析可知,Ag与碳碳三键之间有一个临界点,而且▽2p（r） ＞0,表明AgX与乙炔（HC≡CH）中的碳碳三键间存在偏离子性的银键.进一步的NBO理论分析表明,AgX与HC≡CH之间的电荷转移对这种π型银键的形成起重要作用.     

C32衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的理论研究

在混合密度泛函B3LYP理论下,用6-31G*基函数对富勒烯C32及其衍生物C32X2(X=H,F,Cl,Br)的几何结构、电子结构和振动频率进行了研究.研究结果表明,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均存在着比C32本体更好的离域共轭键,预计它们的稳定性比C32要大,C32X2(X=H,F,Cl,Br)均是势能面上的稳定驻点.振动频率计算表明C32卤化衍生物的稳定性随着卤素原子序数的增大而降低,C—F键稳定化能最大.C32H2和C32F2在所研究的簇分子中是较为稳定的,它们应该能够合成出来.     

（CH3O）3P03·（H2O）n（n=1，2）分子间氢键作用的理论研究

用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G(d)方法研究(CH3O)3PO3·(H2O)n (n=1,2)的分子间氢键作用,对水分子可能与该化合物形成氢键的复合物及水分子作用下该化合物分解时所达到的过渡态,进行全优化,在B3LYP/6-311++G(d,p)的方法下进行单点能计算,并进行零点能校正,进一步探讨由于水分子作用所形成的分子间氢键对(CH3O)3PO3分解所需活化能的影响,比较不同情况下分解所需活化能的大小、几何参数和电荷分布的变化.     

CH2XO(X=Cl,Br)与O2反应机理的理论研究

采用B3LYP和MP2方法在6-311++G(d,p)水平上研究了CH2XO(X=Cl,Br)自由基与O2反应的微观机理,找到了3个可能的反应通道,其中生成HC(O)X+HO2的通道为主反应通道,验证了动力学实验结果.运用电子密度拓扑分析方法讨论了反应过程中化学键的变化规律及结构过渡态与反应热之间的关系,为大气化学中CH2XO的实验研究提供理论依据.