N8H8环状异构体的结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311＋＋G**基组水平上对N₈H₈氮氢环状化合物可能存在的构型进行了几何优化, 得到74种稳定异构体, 应用自然键轨道理论NBO和分子中的原子理论AIM分析了这些化合物成键特征和相对稳定性, G3MP2方法计算了各异构体的能量及生成热. 研究结果表明: N原子孤对电子到相邻的氮氮键的超共轭作用是影响氮氮键长变化的主要因素; N₈H₈环状异构体的稳定性顺序为: 六元环＞七元环＞八元环, 五元环＞三元环＞四元环, 六元环是这些N₈H₈环状异构体中最稳定的, 最不稳定的是四元环, G19是所有环状异构体中能量最低的; M3能量最高, 稳定性最差, A7密度最大.     

N5H5异构体的结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311++G**基组水平上对N5H5氮氢化合物异构体可能存在的构型进行了几何优化, 得到23种稳定异构体, 并研究了这些异构体间可能的互变异构情况. 为了讨论N5H5异构体作为含能材料候选物质的可能性, 还采用了G3B3方法计算了能量, 并且计算了异构体的生成热(⊿Hf,298).结果表明, 在23种异构体中链状异构体最稳定, 四元环四氮烷异构体最不稳定, 存在一个N=N双键的异构体较同类异构体能量低, 较为稳定; N5H5氮氢化合物的生成热均为正, 其中异构体E1生成热最高. 估算了N5H5的摩尔体积, 由密度公式ρ=MT/Vmol,得到E1 的密度最大.     

N8H8链状异构体结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT), 在B3LYP/6-311＋＋G(d,p)基组上计算得到了21种N₈H₈链状异构体, 并研究了这些异构体间可能的互变异构情况. 为了得到更为精确的能量信息, 计算了QCISD(T)/6-311G(d,p)基组水平上各物质的能量. 所得的21种异构体分为4类(4种类型链状化合物): A为直链, B有一个支链, C有2个支链, D有3个支链; D类只有一种, A类稳定构型2种, B类稳定构型12种, C类稳定构型6种; 相对稳定的分别为: B2-1构型, B2-3构型和C23-2构型. 我们研究发现N₈H₈链状异构体中含有明显N＝N双键特征有利于化合物稳定性的提高.     

N6H6结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论的b3lyp方法在6-311＋＋G**基组上对15种分子式为N₆H₆的氮氢化合物进行了理论计算, 并且应用了自然键轨道理论(Nature Bond Orbital, NBO)和分子中的原子理论(Atoms In Molecules, AIM)分析了这些化合物的成键特征和相对稳定性. NBO分析表明N原子孤对电子到相邻的氮氮键的超共轭作用是影响氮氮键长变化的主要因素, AIM计算的氮氮键的键临界点电荷密度与键长呈反比关系. 而且, NBO的立体和超共轭分析表明立体交换排斥能和超共轭作用对这些分子的相对稳定性起了重要作用. G3MP2计算结果表明氮氢化合物的生成热均为正, 并且环状分子的能量和生成热都高于链状分子.     

N6H6结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论的b3lyp方法在6-311＋＋G**基组上对15种分子式为N₆H₆的氮氢化合物进行了理论计算, 并且应用了自然键轨道理论(Nature Bond Orbital, NBO)和分子中的原子理论(Atoms In Molecules, AIM)分析了这些化合物的成键特征和相对稳定性. NBO分析表明N原子孤对电子到相邻的氮氮键的超共轭作用是影响氮氮键长变化的主要因素, AIM计算的氮氮键的键临界点电荷密度与键长呈反比关系. 而且, NBO的立体和超共轭分析表明立体交换排斥能和超共轭作用对这些分子的相对稳定性起了重要作用. G3MP2计算结果表明氮氢化合物的生成热均为正, 并且环状分子的能量和生成热都高于链状分子.     

芴-硫芴共聚物的电子结构和光谱性质的理论研究

用DFT-B3LYP方法对低聚物(PF30T)_n [n(芴)∶n(硫芴)＝2∶1, 物质的量之比, n＝1～4], (PF50T)_n [n(芴)∶n(硫芴)＝1∶1, 物质的量之比, n＝1～4]体系全优化, 得到两系列低聚物的电离能(IP_(a,v))、电子亲和势(EA_(a,v))、空穴抽取能(HEP)、电子抽取能(EEP). 在此基础上用ZINDO和TD-DFT方法计算吸收光谱, 分析了两个系列的HOMO-LUMO能隙随着n递增的变化趋势及硫芴含量对低聚物电子结构和光谱性质的影响, 推断了高聚物的电子和光谱性质. 用ab initio CIS方法优化了低聚物的S₁激发态结构并分析了其与发射光谱的关系. 研究显示: 2,8位引入的硫芴基团, 破坏了链的共轭, 而且随着硫芴含量的增加, HOMO-LUMO能隙变大, 光谱蓝移; 激发态结构趋于共面化.     

用密度泛函理论研究一种新型有机硅化合物异构体的振动光谱

在B3LYP/6-31＋G(d)的水平上, 对两种含有手性Si原子的新型有机硅单体Si₂(CH₃)₂H₂N₂(C₂H₅)₄和Si₄(CH₃)₄H₄N₂(C₆H₅)₂的几种异构体进行了研究, 在全参量几何构型优化的基础上, 进行了简谐振动频率计算, 同时对所研究的体系进行了热力学性质和低能激发态的含时密度泛函理论(TDDFT)计算. 理论计算表明, 构象异构体之间的红外光谱差异不大, 热力学和低能激发态性质也相似; 顺/反结构相似的异构体之间红外光谱差异不大, 但热力学和低能激发态性质却呈现差异; 旋光异构体或顺/反结构相差较大的异构体之间, 红外光谱和热力学及低能激发态性质有明显的差异. 从理论上解释了实验红外光谱中Si—H振动峰的裂分是由异构体的存在所致, 并找到裂分峰所对应的异构结构. Si—H键振动频率与其键长相关.     

N_n(CH)_(4-n)H_4(n=0-4)的环状结构与性质的理论研究

由于高能量密度材料HEDM在现代科技工业中的重要意义[1-2],其合成研究及应用也成为21世纪初固体推进剂研制发展的热点.氮氢化合物(NnHm)不稳定,在自然界中存在较少,大多都以反应中间体或裂解产物形式存在,此类化合物在含能材料方面有重要作用,因此人们从上个世纪50年代就开始重视对氮氢化合物的理论和实验的研究[3].     

气相中环丁烯负离子与N2O反应机理的理论研究

采用B3LYP 和MP2两种计算方法,在6-31++G(d, p)的基组下,对气相中环丁烯负离子与N2O反应的微观机理进行了较为系统的计算研究。结果表明,该反应存在两条反应通道,每条反应通道又包含着三条反应路径,产物分别为乙烯基重氮甲基负离子与甲醛,同时也应能检测到少量的环丁烯酮负离子及N2等产物。其中,通道1是主反应通道,路径1为主反应路径,路径3是路径1、2的竞争反应。理论计算结果与实验预测基本一致。     

PuX＋(X=H,O,N,C)的结构与势能函数

用密度泛函B3LYP方法对PuX＋(X=H,O,N,C)分子离子体系进行了理论研究.结果表 明,这些分子离子的基态电子状态分别是X 7Σ-(PuH＋)、X 6Σ-(PuO＋)、X 5Σ＋(P uN＋)和X 8Σ-(PuC＋);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.     

C59H3N异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用MNDO,AM1和PM3三种半经验方法对C59HN所有1-2,1-4和1-6氢加成物C59H3N的异构体进行几何构型全优化,结合频率分析及HF/6-31G单点能计算,确定了各异构体的基态结构及其相对稳定性,计算结果表明,C59HN氢加成物的立体选择性规律与C60和C60H2的不同,最稳定异构体不是1-2加成物,而是1-4加成的6,18-或12,15-异构体,次稳定异构体为1-2加成物,三种半经验方法计算得到的两者能量差为13～15kJ/mol,N原子取代碳笼骨架C原子后,改变了碳笼氢加成物的立体选择性规律.     

Theoretical Studies on Structures and Stabilities of C4H2+ Isomers

The structures, energies, stabilities and spectroscopies of doublet C₄H₂⁺ cations were explored at the DFT/B3LYP/6-311G(d,p), CCSD(T)/6-311+G(2df,2pd)(single-point), and G3B3 levels. Ten minimum isomers including the chainlike, three-member-ring, and four-member-ring structures are interconverted by means of 15 interconversion transition states. The potential energy surface was investigated. At the CCSD(T)/6-311+G(2df,2pd) and G3B3 levels, the global minimum isomer was found to be a linear HCCCCH. The structures of the stable isomer and its relevant transition state are further optimized at the QCISD/6-311G(d,p) level. The bonding nature and structure of isomer HCCCCH were analyzed.     

富勒烯C_(36)等电子体C_(34)BN异构体的结构及其相对稳定性理论研究

用半经验的AM1和MNDO方法优化了富勒烯C_(36)的等电子体C_(34)BN所有可能 异构体的构型,分析了各异构体相对稳定性与杂原子取代位置间的关系。另外,比 较了C_(36)碳笼上同位置地取代杂原子形成的C_34BN,C_(34)B_2和C_(34)N_2间的 电子结构,并分析了C_(34)BN最稳定异构体的振动模型。结果表明以C_(36):A (D_(6h))为母体形成的最稳定C_(34)BN异构体对应于碳笼赤道位置六元环中1,4- 取代产物,而以C_(36):B(D_(2d))为母体形成的最稳定C_(34)BN异构体对应于碳笼 近赤道位置的1,2-取代产物.C_(34)BN各异构体的稳定性可能主要由体系的共轭性 质决定。前线轨道能级表明B,N原子取代所得异构体的氧化-还原活性按以下顺序 递增：C_(34)B_2相似文献   

C40H2各种可能异构体稳定性的理论研究

采用AM1和PM3两种半经验方法,对D_5d对称性的C₄₀及C₄₀H₂所有可能异构体的几何构型进行了非限制对称性全优化,得到51种稳定异构体,在此基础上研究了氢的加成反应规律及本体C₄₀和最稳定及最不稳定C₄₀H₂异构体的红外光谱,讨论了影响C₄₀(D_5d)氢加成异构体稳定性及加成位置选择性的三种主要因素:(1)C₄₀本体几何结构;(2)共轭效应;(3)电荷分布影响.     

A Theoretical Study on the Equilibrium Structures and Relative Stabilities of H_2SO

1INTRODUCTIONTheconformationandvariousphysicalprope-rtiesofdichalcogencompoundsR-X-Y-R?(X,Y=O,S,Se,andTe)havebeenatopicofseveralexperi-mentalandtheoreticalinvestigations[1].CompoundscontainingS=SandS=Obondshavelongbeenpro-posedasintermediatesinorganicsynthesisand,onoccasion,asstableentities[2～18].Despitethecom-monlyusedrepresentationofS–Obondinsulfoxi-desandothersulfinylderivativesasS=O,sulfoxidesareinmanywaysbestdescribedasylideswithhighlypolarizedS–Oσ-bondbecauseofelectro-sta…     

SiCS分子结构及其稳定性的理论研究

采用DFT,QCISD及CCSD(T)方法对单重态、三重态SiCS的分子体系势能面进行理论计算,在QCISD/6-311G(d)水平上得到由3个过渡态连接的5个稳定构型.经动力学及热力学分析均是稳定的三重态线型分子SiCS(³1)、单重态线型分子SiCS(¹1)以及单重态的环状分子cSiCS(¹2).     

C_(70)PH可能异构体的结构与稳定性的理论研究

分别用半经验的AM1, PM3及MNDO方法研究了富勒烯衍生物C_(70)PH的12种可能异构体的结构和稳定性。计算结果表明: -PH基团加成在4种6-6键上的稳定构型中,非赤道带6-6键加成的三个异构体为闭环结构,赤道带6-6键加成的一个异构体为开环结构;-PH基团加成在4种6-5键上均可产生开环和闭环2种稳定构型。加成在6-5双键的异构体其闭环构型更稳定,加成在6-5单键的异构体其开环构型更稳定。闭环异构体中-PH基团加成在碳球极处6-6键上的构型1,2最稳定,开环异构体中-PH基团加成在赤道带6-6键上的构型8最稳定。