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硕士学位论文
几种化学反应机理的量子化学理论计算
姓名：陈静波
申请学位级别：硕士
专业：有机化学
指导教师：唐新村
座机电话号码
中南大学硕士学位论文
本论文运用量子化学理论对氨三乙酸两种脱水的反应机理以
及甲醇羰基化氨解制甲酸的反应机理进行了理论研究，所有反应
机理的研究均使用Gaussian03程序，采用密度泛函理论 DFT 在
乙二胺为原料制备环内掺杂碳材料。本论文主要包括以下几个方面的
1 氨三乙酸的分子间和分子内脱水的反应机理的理论研究。运
用量子化学密度泛涵理论对反应物、过渡态、产物进行优化、频率分
析，得到了对应的稳定构型；频率分析结果表明两种脱水反应的过渡
态有且只有一个虚频，分子内脱水反应过渡态的虚频为．334．38，分
子间脱水反应过渡态的虚频为．257．99。并通过内禀反应坐标 IRE
分别对两个过渡态进行了确认，从过渡态开始，向前后两个方向进行
扫描，得到反应途径上的能量变化趋势图，过渡态与反应物和产物形
成了很好的连接，充分说明在氨三乙酸在脱水的过程中，过渡态是反
应体系中能量变化的真正过渡态，且其能量和结构比较接近于产物。
在IRC过程中，为了更直观地说明反应过程中主要原子之间发生变
化的情况，我们绘制出反应过程中主要原子间距离沿IRC的变化曲
线，从图中我们可以清
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量子化学 基本原理和从头计算法(中册)
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出 版 社：
所属丛书：
册&&&&数：
条&形&码：
7 ; 978-7-03-
I&S&B&N ：
出版时间：
开&&&&本：
页&&&&数：
定&&&&价：
一&星&价：
12.9 元（43折）&&
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三星价：11.7 元（39折）
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量子化学 基本原理和从头计算法(中册)
特色及评论
本书上、中两册可作为研究生开设的中级星子化学的教材或参考书，也可供量子化学和其它有关专业的研究生、大学高年级学生、教师和科研技术人员参考．
量子化学 基本原理和从头计算法(中册)
本书是《量子化学――基本原理和从头计算法》中册，内容共八章．第九、十两章讨论量子化学积分的计算方法，是以后各章的数学准备．第十一、十二两章讨论原子结构的多重态理论和自治场计算方法．第十三、十四两章讨论分子的目洽场计算方法和电子相关问题．以上六章包括了量子化学从头计算法的主要内容．第十五、十六两章介绍近似计算法中的模型势方法和目洽场几方法．其它半经验的分子轨道理论，因已有专书，不再赘述．本书下册将进一步讨论量子化学的进展和某些专题．
量子化学 基本原理和从头计算法(中册)
第九章量子化学积分(一)Slater函数
§9.2正交曲线坐标系
1.矢量微分算符
2.Laplace算符Δ2在球坐标系的表达式
3.广义坐标系
4.Laplace算符在正交广义坐标系的表达式
5.椭圆坐标系
6.圆柱坐标系中的Δ2
§9.31/r12的展开式
1.1/r12在球坐标系的展开式
2.1/r12在椭圆坐标系中的展开式(Neumann展开)
§9.4某些有用的定积分
1.An和Bn积分
2.Cn,Cn,Fn和Gn积分
3.Sβα(p,q,n)函数
§9.5单中心积分
1.动能积分
2.电子-核吸引能积分
3.单中心电子-电子相互作用能积分
§9.6双中心积分
1.重叠积分
2.动能积分
3.电子-核吸引能积分
4.电子-电子相互作用能积分
第十章量子化学积分(二)Gauss函数
§10.1Gauss函数
1.未归一化的Gauss函数(GTO)
2.归一化GTO
§10.2用GTO拟合STO
1.STO指数标准化
2.用GTO拟合标准化STO
3.GTO拟合非标准化STO
§10.3T函数及有关定积分
2.半整数Γ函数――包含exp(-ax２)的积分
3.包含exp(-ax２-bx)的积分
§10.4GTO乘积定理
1.1s型乘积定理
2.广义GTO乘积定理
§10.5GTO的归一化
§10.6重叠积分
1.1s型重叠积分〈arA/brB〉的求值
2.重叠积分的一般公式
3.归一化GTO的重叠积分
§10.7动能积分
1.GTO的微商
2.动能积分公式
3.动能积分特例
§10.8不完全Γ函数Fm(w)
2.递推关系
3.Fm(w)的幂级数形式
4.Fm(w)的Padé近似表示式
5.Fm(w)的微商公式
§10.91s型电子-核吸引能积分
§10.101s型电子排斥能积分
§10.11广义GTO的势能积分
1.广义GTO的递推公式
2.电子-核吸引能积分
3.电子排斥能积分
第十一章原子结构的多重态理论
§11.1全同粒子体系的交换对称性和Pauli原理
1.量子力学的多体问题
2.全同粒子的交换对称性
3.体系状态的对称性守恒，Pauli原理
4.轨道近似，Slater行列式
§11.2多电子原子的结构
1.schridinger方程
2.无微扰态、中心场近似和自旋轨道
3.零级近似波函数
4.电子组态
5.一级近似波函数
§11.3谱项及属于谱项的波函数
1.谱项的推算
2.各种组态的谱项
3.属于谱项的波函数Ψ(LMLSMS)
4.阶梯算符公式的推导
5.d2组态各谱项的Ψ(LMLSMS)的推导
6.投影算符法推导Ψ(LMLSMS)
§11.4谱项的能量
1.Slater行列式波函数的矩阵元
2.原子的能量矩阵元
3.谱项的能量
4.已充满壳层的作用和互补组态的能量
5.组态平均能量
6.Slater积分的实验拟合
§11.5磁相互作用
1.考虑旋-轨偶合的氢原子
2.多是子原子中的磁相互作用
4.Zeeman效应
5.原子光谱的指认
第十二章原子结构的自洽场计算
§12.1闭壳层组态的HartreeFock方程
1.自洽场近似和Hartree方程
2.闭壳层组态的HartreeFock方程的变分推导
3.HartreeFock方程的一些性质
4.Koopmans定理
5.Brillouin定理
§12.2开壳层组态的HartreeFock方法
1.自旋非限制的HartreeFock方法
2.限制的HartreeFock方法
§12.3径向HartreeFock方程
1.原子的HartreeFock计算
2.超HartreeＦock方法
§12.4径向HartreeFock方程的求解
1.径向HartreeFock方程的性态
2.数值方法
3.齐次方程的数值解法
4.径向HartreeFock方程的数值解法
5.径向HartreeFock方程的分析解法
第十三章分子的自洽场计算
§13.1分子电子结构概述
1.BornOppenheimer近似与单粒子近似
2.分子的多重态和谱项
3.分子谱项的能量和波函数
§13.2分子轨道的自洽场方程
1.LCAOMO近似
2.闭壳层组态的HartreeFockRoothaan方程
3.开壳层组态的限制的HartreeFockRoothaan方程
4.非限制的HartreeFockRoothaan方程
5.自旋态的纯化
§13.3计算过程和结果的解释
1.自洽场计算过程
2.一个具体的例子――氨的自洽场计算
3.电离能和激发能
4.电荷密度分布
5.布居数分析
§13.4实际计算中的一些问题
1.基函数的选择
2.分子积分的存贮和使用
3.本征值方程的求解
4.收敛问题
§13.5对称性的利用
1.简化分子积分的计算
2.节省内存
3.简化久期方程的求解
§13.6定域分子轨道
1.正则(离城)分子轨道与定域分子轨道的等价性
2.定域准则
3.直接求自洽场定域轨道的方法
4.浮动球Gauss函数法和分子片法
第十四章电子相关问题
§14.1电子相关作用
1.物理图象
2.电子相关能
§14.2组态相互作用
1.波函数的组态展开
2.非动态相关能的计算，多组态自洽场方法
3.波函数的歧点条件
4.动态相关能的计算
§14.3组态相互作用计算中的一些具体问题
2.基组选择
3.分子轨道基组的选择
4.组态函数的选择
5.分子积分的计算和变换
6.构成有正确对称性的组态函数
7.Hamilton矩阵元的计算
8.Hamilton矩阵的对角化
9.大小致性问题
§14.4约化密度矩阵和自然轨道
1.约化密度矩阵
2.CI波函数的密度矩阵
3.自然轨道
4.近似自然轨道
§14.5电子对相关理论
1.波函数的相关簇展开
2.电子对相关
3.独立电子对近似
4.准自然轨道
5.偶合电子对近似
§14.6微扰理论方法
1.多体微扰理论
2.图解方法
3.BruecknerGoldstone定理
4.对部分高级项求和与微扰-变分方法
5.各种理论方法的比较
§14.7显含电子相关坐标的波函数
1.相关坐标波函数法
2.超相关方法
3.相关孔方法
§14.8计算相关能的近似方法
1.过程相关能不变的条件
2.相关能的加和性
3.密度函数方法
第十五章模型势方法
§15.1原子体系
§15.2分子体系
第十六章自洽场Xα方法
§16.1第一类Bessel函数
1.Bessel微分方程和第一类Bessel函数
2.整数阶的Bessel函数
3.半奇数阶的Bessel函数
4.Bessel函数的递推关系
5.Bessel函数的生成函数
7.加法公式
7.Bessel函数的积分表达式
8.渐近表达式
§16.2第二类Bessel函数(Neumann函数)
2.渐近表达式
§16.3第三类Bessel函数(Hankel函数)
2.渐近表达式
§16.4四类Bessel函数的递推公式
§16.5变型Bessel函数
2.渐近表达式
§16.6球Bessel函数
2.变型球Bessel函数
3.递推公式
§16.7平面波的展开及有关展开公式
1.实球函数
2.平面波eik,s展开为球面波的叠加
3.il(k｜r2-r1｜)的展开
4.il(k｜r2-r1)YL(r2-r1)的展开
§16.8球面波的展开及有关展开公式
1.球面波1/4πeilk2-r1｜/｜r2-r1的展开
2.K(1)l(k｜r2-r1｜)YL(r2-r1)的展开
3.nl(k｜r2-r1｜)YL(r2-r1)的展开
§16.9Xα方程
1.交换能的统计平均
2.多重散射Xα方法与圆球分区近似
§16.10Xα方程的解
1.I区――原子内区
2.III区――分子外区
3.II区――原子间区
§16.11各区波函数的连接
1.8＜VII情况
2.8＞VII情况
3.α值的确定
§16.12过渡态方法
1.电离能的计算
2.光谱的计算
量子化学 基本原理和从头计算法(中册)&&&&&&&&
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品评校花校草，体验校园广场大分子的量子化学从头计算技术及其程序化--《分子科学学报》1982年01期
大分子的量子化学从头计算技术及其程序化
【摘要】：本文报导在大分子从头计算中提高计算速度、解决数据存贮与迭代收敛问题的技术。在计算全部双电子排斥积分时,按其数值大小采取三种不同精度的方式处理,大大减少了计算量。对于必须计算的排斥积分,采取了提高计算速度的技术,并通过系列计算中数据的重复使用和局部对称性的应用,显著减少了计算机时间。采取磁盘与计算机内存相结合的方法和诱导因子技术解决数据存贮和迭代收敛问题。综合这些技术设计的大分子从头计算LCAO-MO-SCF通用程序MQM81(FORTRAN(?)语言),适合大分子计算的特点,具有快速、准确、使用方便和性能较齐全的优点。以组胺为例,排斥积分的汁算速度提高了十倍以上,对于更大分子的计算,排斥积分计
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
在非相对论近似、Born一oppenheimer可以方便地写出多粒子体系的能量表达式.Roothaan一Hartree一Foek方程:引言近吸和单电子近似下,采用LCAO一MO方法, 对能量表达式进行变分处理,就得到著名的FT“ST任(1)木文于日收到。|1门||11.IJ刊|||||J门习|||ee!分子科学学报1
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【引证文献】
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刘洪霖;陈念贻;戴定国;华国栋;;[J];化学学报;1984年11期
宣建诚,江寿平;[J];中国科学B辑;1986年07期
陈志行;[J];高等学校化学学报;1984年05期
曹阳,陶福明;[J];高等学校化学学报;1985年11期
李梦龙,章开诚;[J];高等学校化学学报;1987年03期
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肖鹤鸣;王遵尧;姚剑敏;;[J];化学学报;1985年01期
董南;吴念慈;金松寿;刘洪霖;陈念贻;;[J];分子科学学报;1981年02期
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【二级引证文献】
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黄柳书;[J];高等学校化学学报;1991年02期
侯灿,杨昆,吴伟康,陈志行;[J];中山大学学报(医学科学版);1992年01期
马清河,宋天乐,蔡新华,孟令鹏,郑世钧;[J];分析化学;1994年09期
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傅承光,左本成;[J];河北大学学报(自然科学版);1981年01期
潘道暟,钮泽富,刘珊林;[J];科学通报;1981年03期
赵劲松;[J];塑料工业;1981年03期
安智珠;[J];自然杂志;1981年06期
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汪垣;李載平;景沛;;[A];中国生理科学会学术会议论文摘要汇编（生物化学）[C];1964年
王克勤;陳玉芳;冉碧芳;;[A];中国生理科学会学术会议论文摘要汇编（生物化学）[C];1964年
黄愚平;杨抚华;;[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年
何永蜀;黄愚平;杨抚华;;[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年
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