应用分子形貌和从头计算探讨分子中原子间的相互作用

发布时间：2020-05-24 02:11

【摘要】：近年来,依据大量理论方法,许多科研人员研究和探讨了分子中原子间化学键及范德华作用的问题。两个原子正是通过化学键等相互作用才形成分子,为了探讨原子间的相互作用特征,杨和赵提出和发展了PAEM-MO图。本文使用PAEM-MO图,分子形貌理论和从头计算方法,分别探讨了110个双原子分子,C_2、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6分子以及[1.1.1]螺桨烷和C_4N_4P_2S_2H_(12)分子中原子间的相互作用。具体内容如下:(1)在B3LYP/6-311++G(3df,3pd)理论水平下,获取N_2、CO、C_2、C_2H_2、C_2H_4和C_2H_6分子的稳定结构;使用MELD及自编程序,在CISD/6-311++G(d,p)理论水平下计算出它们各自的单电子作用势(PAEM);在MP2/6-311++G(d,p)水平下计算获得成键分子轨道能量(E_(BMO))。获得N_2和CO分子中两个原子间及C_2、C_2H_2、C_2H_4和C_2H_6分子中C原子间键心处的作用势(V(r_(bc)))以及D_(pb)值,可以得出N≡N化学键强于C≡O键,C≡C强于C=C也强于C-C。从分子形貌图中可以看出,N≡N区域电子密度大于C≡O区域电子密度,C≡C区域电子密度大于C=C区域电子密度。(2)在MP2/6-311++G(d,p)理论水平下,获得了110个双原子分子的稳定结构。应用MELD精密从头计算程序,采用CISD/6-311++G(d,p)方法并结合自编程序,计算这些分子体系的PAEM和E_(BMO)。提出AD即V(r_(bc))与E_(BMO)差的绝对值,并结合PAEM-MO图来分析双原子分子中原子间成键情况。(3)在MP2/6-311++G(d,p)水平下获取[1.1.1]螺桨烷的中性和自由基的三种不同结构和E_(BMO),使用CISD/6-311++G(d,p)方法计算它们的PAEM。通过PAEM-MO分析得出[1.1.1]螺桨烷中性结构中的C与C桥键强于其自由基结构。而后在B3LYP/6-311++G(d,p)水平下获取C_4N_4P_2S_2H_(12)分子的稳定结构,并在CISD/3-21G水平下计算该分子的PAEM,以及HF/6-311++G(3df,3pd)方法下计算得到该分子E_(BMO),通过PAEM-MO图分析可得出C_4N_4P_2S_2H_(12)分子中S3-S4、N5-N6原子间有成键作用。本文基于对一系列分子中原子间成键情况的分析后,得出了原子间化学键的强度与D_(pb)有关;使用AD值,可以区分双原子分子中原子间的相互作用类型,为以后进一步探讨分子中原子间的作用特征提供了一定的理论参考。
【图文】：

原子,化学键,分子,非键相互作用

子核之间存在一条键径并不一定能表示它们之间有相互吸引释为成键或非键，吸引或排斥的相互作用。的量子化学基础理论，杨和其合作者等发展了分子形貌理论，如可用于描述分子性质和化学反应机理[48,49,52]等。分子，可用于分析化学键、非键相互作用及范德华作用的关系，用势(PAEM)和原子成键的主要原子轨道所形成的分子轨道普遍的分子中任意两原子间都会通过键直接或间接的作用。该电子的原子成分将展现出两个原子间相互作用的某可以清楚的展示分子中某两个原子间是不是存在化学键。判物中连接某两个原子间的“连线”，是否存在稳定的化学键子的直线，是否有一个键心，并且键心处有两个特征：处， ()0bc V r ；置的 V(rbc)值低于占主要价壳 MO 的能量 EBMO。例，图 1 展现的是键长为 1.2718 的 HCl 的 PAEM-MO 图

分子构型

1.1 C4H12N4P2S2分子构Molecular configuration of 子构型，结合 Davids(d,p)方法，结合我们自到的作用势 V (r)。赵等化合物的性质[60]。因此分子的 PAEM。立一个三维网格，，x 轴 a.u.，每隔 0.1 a.u.取一.5，计算出每一个格点
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.3

【参考文献】