14422.幾種非共價相互作用的方向性比較

1、中圖分類號：064UDC：540密級：學校代碼：訝jI￡解為丈孥碩士學位論文(學歷碩士)公開10094幾種非共價相互作用的方向性比較ComparisonoftheDirectionalityoftheVariousNon—covalentInteractions研究生姓名：指導教師：學科專業(yè)：研究方向：論文開題日期：劉立勛曾艷麗教授物理化學計算量子化學2014年9月20日二。一六年五月十五日摘要分子間相互作用(3L稱為弱相互作用)在超分

2、子化學、分子物理、材料科學等領域發(fā)揮著非常重要的作用，對氣相、液相和固相中化合物的結構和一些反應過程的機理具有很大影響。多年來，科學家們從實驗和理論兩個方面對分子間相互作用進行了廣泛而深入的研究。Mulliken曾經(jīng)論述過，電子密度從密集區(qū)到貧瘠區(qū)的供給是分子間發(fā)生相互作用時最普遍的方式。在各種分子間相互作用中較為常見的就是氫鍵、鹵鍵、鋰鍵和硫鍵。本文的工作分為三個部分，分別以電子密度拓j：F(AIM)分析、定域分子軌道能量分解(LMO

3、EDA)分析、自然鍵軌道(NBO)分析、尤其是分子靜電勢(MEP)分析為主要研究方法，研究了在不同分子組成的含6一hole體系中的分子間弱相互作用。第一部分工作在M06—2X／aug—ccpVTZ水平下優(yōu)化得NTHOOOHXF(X=c1，Br，H，Li)中單體和復合物的幾何構型，深入分析了分子靜電勢(EsP)的各個參數(shù)，比較分析了HOOOH和XF(X=CI，BrH，Li)之間形成的鹵鍵、氫鍵和鋰鍵方向性質(zhì)的異同。得出以下結論：(1)在靜

4、電勢(EsP)的等值線圖中，與范德華表面的交叉區(qū)域(紅線)在相關的3D表面所占的面積百分比可以用來進行粗略的定量分析。這個區(qū)域按照C1FBrFHFLiF的順序依次變大。(2)對于CIF和BrF來說，隨著靜電勢正值的增大，靜電勢值的分布更集中于范德華表面的一個較小的區(qū)域。而對于HF和LiF來說分子的靜電勢值在范德華表面的分布較C1F和BrF更為分散。(3)優(yōu)化得到的HOOOHXF(X=CI，BrH，Li)復合物的構型表明：鹵鍵比氫鍵和鋰鍵

5、表現(xiàn)出更強的成鍵方向性，這與靜電勢分析的結果一致。第二部分工作在MP2／aug—CC—pVTZ水平上對體系MO。R(M=O，S，Se；n=2，4；R=NCH，NH3，OH2，F(xiàn)Cl)中的單體和復合物的幾何構型進行優(yōu)化，并在同等水平下進行了分子靜電勢分析：預測分子R的極小值一端與MO。分子的靜電勢極大值一端(第六主族6hole)發(fā)生相互作用，優(yōu)化得到復合物的穩(wěn)定構型，形成硫鍵；通過自然鍵軌道分析NBO、定域分子軌道能量分解分析LMOEDA