MRCI方法研究BN分子结构和解析势能函数

运用多参考组态相互作用 (MRCI) 的方法和Dunning相关调和基函数含扩散基的大基组aug-cc-pV5Z,获得了BN分子基态 (X3П)和三个激发态(1Σ+,1П,3Σ-)的势能曲线 (PECs).利用Murrel-Sorbie(MS) 函数和最小二乘法拟合得到它们的解析势能函数(APEFs),拟合误差很小表明所得解析势能函数能够很好地再现BN分子中原子间的相互作用情况,为进一步研究这一体系的动力学性质和构造多体势能函数提供参考.在所得解析势能函数的基础上,通过解核运动的薛定谔方程得到各电子态的光谱常数.     

酶催化乙酰基转移反应的密度泛函研究(Ⅱ)

用密度泛函方法的B3LYP在6-31 g(d,p)基组水平上,研究了底物对-氨基苯甲酸与芳基胺-N-乙酰基转移酶之间的乙酰化反应.该反应共有两种可能的反应机理:协同反应和分步反应.计算结果表明,协同反应机制在竞争中占优势,是势能面上的最低能量反应通道.     

分子动力学模拟研究单壁碳纳米管和聚合物相互作用

碳纳米管(carbon nanotube)自1991年被S Iijima发现以来,因其具有独特的结构和优异的力学性能而被视为理想的高强度纤维材料,常用作填料添加到聚合物基体中来制作超强复合材料.碳纳米管与聚合物间的界面结合问题是影响复合材料的机械性能的一个非常重要的问题.大量研究表明,较大的界面结合能和聚合物在碳纳米管表面有序缠绕的构象(形态)对提高复合材料的机械性能非常重要.然而在对此界面结合问题的研究中聚合物单体间的键接方式和链段的构象因素尚没有被考虑,因此本文的研究重点考虑这两个因素.     

甲醇辅助的半胱氨酸乙酰化反应的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(Density Functional Theory)中的B3LYP方法在6-31G*基组水平上,研究了硫醇枯草杆菌蛋白酶(Th-Subt)活性中心的半胱氨酸(Cys)残基与底物乙酸乙酯的转乙酰基反应,并与甲醇分子辅助的乙酰基转移过程作了比较.计算结果表明,该反应有两种可能的反应路径:协同反应和分步反应.后者在竞争中占优势,是势能面上的最低能量反应通道.当甲醇分子辅助反应时,反应路径的优先次序并未发生改变,但活化势垒大大降低,降幅为38.1-85.9 kJ/mol.此结果证实了实验得出的结论.     

氧气分子在碳纳米管(20,20)表面的吸附研究

采用等温(NVT)系综和分子动力学方法模拟了不同温度下两组氧气分子在碳纳米管表面和内部的吸附过程.计算结果显示碳纳米管对氧气分子有较强的吸附作用,温度可以控制碳纳米管上氧气分子的停留数量.     

MRCI方法研究H2分子基态势能曲线和解析势能函数

用从头计算多参考组态方法 (MRCI)和aug cc pV6Z基组计算出H2 分子基态势能曲线 ,并得到离解能为De=4 7446eV ,与文献中的其他理论值十分接近 .采用 5参数的Murrell Sorbie势能函数表达式 ,将从头计算的势能曲线拟合成解析势能函数 ,在此基础上计算出了该分子基电子态的光谱常数 .这些结果与仅有的实验值符合良好 .     

Ne与H_2~+/HD~+/HT~+反应的同位素效应

基于Lv等人的势能面,运用准经典轨线方法,在入射碰撞能为1.7eV时,对Ne+H2+及其同位素取代反应的立体动力学性质进行了研究.对反应的k-j′两矢量相关和k-k′-j′三矢量相关进行了详细的讨论.结果表明此入射能量下出现了与0.7eV反应类似的同位素效应.     

磁通量对二维谐振子的量子能级密度的影响

利用周期轨道理论,我们计算了在不同情况下,一个粒子在二维谐振子势中存在和不存在磁通量时的量子能级密度.重点讨论了磁通量对量子能级密度的影响.计算结果表明:当二维谐振子势的频率比值是有理数时,量子能级是分立的,能级密度中的每一条峰正好对应一个量子能级.然而,当频率比是无理数时,能级密度发生振荡,当加上磁通量后,振荡减小.这可以看作是Aharonov-Bohm效应的结果.     

双二茂钙分子的电子输运性质研究

采用第一性原理密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法研究了双二茂钙分子的平衡电导、透射谱、分子投影轨道和电流—电压曲线.计算得到了该分子的平衡电导为8.63×10-6G0,其最高已占据轨道对平衡电导有更大的贡献.双二茂钙分子正负偏压区的电流—电压曲线近似对称分布,并表现出了开关效应.这一特性使该分子可能成为制作分子开关器件的重要备选材料.     

M-X(M=Cu,Ag,Au,X=He,Ne,Ar)二聚物束缚态特征的理论研究

近年来,超冷原子及超冷分子的研究备受人们的关注,缓冲气体冷却法作为最为普遍有效的研究手段得到广泛应用.但实现具体原子和分子的冷却前需要对相应原子或分子与作为缓冲物质的气体的相互作用有足够的了解.稀有气体是良好的缓冲气体,现已有He实现了贵金属原子冷却的报道,但其它稀有气体是否也能用作缓冲气体还需要进一步研究.采用单参考组态CCSD(T)方法,金属原子采用有效核势aug-cc-pVQZ-pp、稀有气体原子采用二次扩散d-aug-cc-pVQZ基组.通过采用键函数3s3p2d2f1g和3s3p2d的计算结果与实验值比较,最终确定3s3p2d2f1g作为键函数.从头计算用MOLPRO程序包实现,势能曲线的范围为0.30到1.295 nm,步长为0.005 nm.本文研究的九个二聚物的势能曲线都有比较浅的势阱,表明它们都是束缚态,而且这些二聚物原子之间的相互作用都很微弱.对于同一金属不同稀有气体原子的二聚物,从He到Ar,其二聚物的平衡键长越来越小而离解能越来越大.对于同一稀有气体不同金属原子的二聚物,从Cu到Au,其离解能越来越大,但是平衡键长却不是越来越小.Cu-He和Ag-He的平衡键长几乎相同,Cu-Ne和Ag-Ne的也相差不多.由于Cu,Ag和Au的最外层电子有着相同轨道角动量但对应着不同的主量子数,而He,Ne,Ar虽然都是闭壳层但是主量子数不同,这将影响着最外层电子数的分布.波函数的重叠部分不同,表明它们之间的相互作用也会不一样.因此,随着二聚物原子序数的增加,大致呈现出平衡键长减小而离解能增大的趋势.通过LEVEL程序计算得到的振动能级与现有的理论值吻合得很好.对于同种金属不同稀有气体的二聚物,M-Ar的振动能级要明显多于M-Ne.对于同种稀有气体不同金属的二聚物,随着金属原子序数的增加,振动能级也越来越多.同时,首次系统给出了这些二聚物的光谱常数,由于没有可比较的实验值和理论值,这将为以后的工作奠定一定的基础.金属与稀有气体二聚物较大的平衡键长和较小的离解能表明它们之间的确存在范德瓦尔斯力.随着原子序数的增加,大致呈现离解能增大平衡键长减小同时振动能级增加的趋势.MS函数依然可以描述金属与稀有气体原子形成的二聚物之间的弱相互作用.这九个二聚物都有着较大的平衡键长和较小的离解能.由于实验上已经用He来束缚Cu和Ag,也实现了用Ne来束缚Nd,这种类似的弱相互作用表明Ar可以作为缓冲气体,且Au原子可以作为被束缚的原子.